JP2016109666A - Insulin detecting method and insulin detecting kit - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an insulin detecting method and insulin detecting kit which can conveniently detect insulin.SOLUTION: Insulin is detected by detecting fluorescence generated from luminescence resonance energy transfer between a light emitting material or fluorescence material coupled to an α-CT segment of insulin receptor, and a fluorescence material or light emitting material coupled to an L1 domain of insulin receptor.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、インスリンの検出方法、および、インスリンの検出キットに関する。   The present invention relates to an insulin detection method and an insulin detection kit.

インスリンは、血中のグルコース濃度(血糖値)を制御するペプチドホルモンである。食後などに上昇する血糖値に呼応して膵臓のβ細胞からインスリンが分泌されると、筋肉細胞や脂肪細胞などがインスリンを感知し、これらの細胞によってグルコースが吸収される。そして、その結果、血糖値が低下する。   Insulin is a peptide hormone that controls the blood glucose level (blood glucose level). When insulin is secreted from β-cells of the pancreas in response to a blood glucose level that rises after a meal, muscle cells, fat cells, and the like sense insulin, and these cells absorb glucose. As a result, the blood sugar level decreases.

生体内におけるインスリンのシグナル伝達機構については多くの研究がなされており、インスリンの構造や、インスリンが結合するインスリンレセプターの構造について、様々なことが明らかになっている。   Much research has been conducted on the signal transduction mechanism of insulin in vivo, and various things have been clarified regarding the structure of insulin and the structure of the insulin receptor to which insulin binds.

インスリンレセプターは、2つのαサブユニット、および、2つのβサブユニットを含むタンパク質である。更に詳細に、αサブユニットの各々は、細胞の外側に配置される領域であるとともに、インスリンが結合する領域である。また、αサブユニットの各々は、α−CTセグメント、および、L1ドメインを含み、これらの2つのドメインが、インスリンに結合する。一方、βサブユニットの各々は、細胞の内側に配置される領域であるとともに、インスリンがαサブユニットに結合した時に、細胞内で様々なシグナルを発生させる領域である。また、βサブユニットの各々は、膜貫通領域と、細胞外ドメインの一部とを含んでおり、当該膜貫通領域の作用によって、インスリンレセプターは、細胞内で膜タンパク質として存在することができる(例えば、非特許文献1、および、図8参照)。   Insulin receptors are proteins that contain two α subunits and two β subunits. More specifically, each of the α subunits is a region disposed outside the cell and a region to which insulin binds. Each of the α subunits also contains an α-CT segment and an L1 domain, and these two domains bind to insulin. On the other hand, each of the β subunits is a region that is arranged inside the cell, and is a region that generates various signals in the cell when insulin is bound to the α subunit. In addition, each of the β subunits includes a transmembrane region and a part of the extracellular domain, and the insulin receptor can exist as a membrane protein in the cell by the action of the transmembrane region ( For example, refer nonpatent literature 1 and FIG.

糖尿病の患者は、インスリンの分泌量が減少したり、インスリンの効果が低下したりすることによって、血糖値の制御を十分に行うことができない状態にある。それ故に、糖尿病の治療法の開発のため、および、健康維持のために、インスリンを検出するための技術、および、インスリンの濃度を測定するための技術の開発が進められている。   A diabetic patient is in a state where the blood sugar level cannot be sufficiently controlled by decreasing the secreted amount of insulin or reducing the effect of insulin. Therefore, the development of a technique for detecting insulin and a technique for measuring the concentration of insulin are underway for the development of a therapeutic method for diabetes and for the maintenance of health.

例えば、このような技術として、ELISA(Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay:固相酵素免疫検定法)を利用した技術を挙げることができる(例えば、非特許文献2〜4参照)。しかしながら、ELISAを利用した技術は、洗浄などの煩雑な操作が必要である、および、抗体を作製する必要がある、等の多くの問題を抱えており、薬剤開発におけるハイスループット検出や、POCT(Point of Care Testing:その場における検査)には不向きである。また、洗浄などの操作を必要としないホモジニアスアッセイ法も開発されているが、当該方法は、事前に、抗インスリン抗体とシグナル生産部位とを化学的に結合し、当該結合体を精製する必要があるという問題を抱えている。それ故に、より簡便な技術の開発が求められている。   For example, as such a technique, a technique using ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent Assay) can be cited (for example, see Non-Patent Documents 2 to 4). However, the technique using ELISA has many problems such as complicated operations such as washing and the need to produce antibodies. High-throughput detection in drug development, POCT ( It is not suitable for Point of Care Testing. In addition, a homogeneous assay method that does not require an operation such as washing has been developed. However, in this method, it is necessary to chemically bind the anti-insulin antibody and the signal production site in advance and purify the conjugate. I have a problem. Therefore, development of simpler technology is required.

このような状況下にあって、LRET(luminescence resonance energy transfer:発光共鳴エネルギー転移)、より具体的にはBRET(Bioluminescence Resonance Energy Transfer:生物発光共鳴エネルギー転移)を利用して、インスリンレセプターの活性化(換言すれば、インスリンレセプターとインスリンとの結合)を検出する技術の開発が進められている(例えば、非特許文献5〜7参照)。   Under such circumstances, activation of the insulin receptor using LRET (luminescence resonance energy transfer), more specifically, BRET (Bioluminescence Resonance Energy Transfer). Development of a technique for detecting (in other words, the binding between an insulin receptor and insulin) is underway (see, for example, non-patent documents 5 to 7).

非特許文献5〜7に記載の技術では、2つのαサブユニット、および、2つのβサブユニットを有する、完全な形態のインスリンレセプターを用いている。そして、一方のβサブユニットにはRLuc(Renilla Luciferase)が連結され、他方のβサブユニットにはYFP(Yellow Fluorescent Protein)が連結されており、αサブユニットにインスリンが結合すると、RLucとYFPとの間で発光共鳴エネルギー転移が生じ、その結果、YFPが蛍光を発する。そして、当該蛍光を検出することによって、インスリンレセプターの活性化(換言すれば、インスリンレセプターとインスリンとの結合)が検出される。   The techniques described in Non-Patent Documents 5 to 7 use a complete form of an insulin receptor having two α subunits and two β subunits. One β subunit is linked to RLuc (Renilla Luciferase), the other β subunit is linked to YFP (Yellow Fluorescent Protein), and when insulin is bound to the α subunit, RLuc, YFP, Luminescence resonance energy transfer occurs between them, and as a result, YFP fluoresces. Then, activation of the insulin receptor (in other words, binding between the insulin receptor and insulin) is detected by detecting the fluorescence.

John G. Menting et al., “How insulin engages its primary binding site on the insulin receptor” Nature, 10 January 2013, Vol.493, p241-245John G. Menting et al., “How insulin engages its primary binding site on the insulin receptor” Nature, 10 January 2013, Vol.493, p241-245 Makoto Shigeto et. al., “First Phase of Glucose-Stimulated Insulin Secretion From MIN6 Cells Does Not Always Require Extracellular Calcium Influx” J Pharmacol Sci 101, p293-302(2006)Makoto Shigeto et. Al., “First Phase of Glucose-Stimulated Insulin Secretion From MIN6 Cells Does Not Always Require Extracellular Calcium Influx” J Pharmacol Sci 101, p293-302 (2006) Eiji Yamato et. al., “Microarray Analysis of Novel Candidate Genes Responsible for Glucose-Stimulated Insulin Secretion in Mouse Pancreatic β Cell Line MIN6” PLOS ONE / 1439181894901_0.org April 2013, Vol.8, Issue.4, e61211Eiji Yamato et. Al., “Microarray Analysis of Novel Candidate Genes Responsible for Glucose-Stimulated Insulin Secretion in Mouse Pancreatic β Cell Line MIN6” PLOS ONE / 1439181894901_0.org April 2013, Vol.8, Issue.4, e61211 Miyazaki J. et. al., “Establishment of a Pancreatic β Cell Line That Retains Glucose-Inducible Insulin Secretion: Special Reference to Expression of Glucose Transporter Isoforms., MIN6 cell line” Endocrinology, 127, p126-132(1990)Miyazaki J. et. Al., “Establishment of a Pancreatic β Cell Line That Retains Glucose-Inducible Insulin Secretion: Special Reference to Expression of Glucose Transporter Isoforms., MIN6 cell line” Endocrinology, 127, p126-132 (1990) Nicolas Boute et. al., “Monitoring the Activation State of the Insulin Receptor Using Bioluminescence Resonance Energy Transfer” Molecular Pharmacology, Vol.60, No.4, p640-645(2001)Nicolas Boute et. Al., “Monitoring the Activation State of the Insulin Receptor Using Bioluminescence Resonance Energy Transfer” Molecular Pharmacology, Vol.60, No.4, p640-645 (2001) Tarik Issad et. al., “A homogenous assay to monitor the activity of the insulin receptor using Bioluminescence Resonance Energy Transfer” Biochemical Pharmacology, 64, p813-817(2002)Tarik Issad et. Al., “A homogenous assay to monitor the activity of the insulin receptor using Bioluminescence Resonance Energy Transfer” Biochemical Pharmacology, 64, p813-817 (2002) Christophe Blanquart et. al., “Monitoring the Activation State of the Insulin-Like Growth Factor-1 Receptor and its Interaction with Protein Tyrosine Phosphatase 1B Using Bioluminescence Resonance Energy Transfer” Molecular Pharmacology, Vol.68, No.3, p885-894(2005)Christophe Blanquart et.al., “Monitoring the Activation State of the Insulin-Like Growth Factor-1 Receptor and its Interaction with Protein Tyrosine Phosphatase 1B Using Bioluminescence Resonance Energy Transfer” Molecular Pharmacology, Vol.68, No.3, p885-894 (2005)

しかしながら、上述の非特許文献5〜7に記載の従来技術は、簡便にインスリンを検出できないという問題点を有している。   However, the conventional techniques described in Non-Patent Documents 5 to 7 described above have a problem that insulin cannot be easily detected.

具体的に、非特許文献5〜7に記載の従来技術では、完全な形態のインスリンレセプター、換言すれば、膜タンパク質であるインスリンレセプターを用いている。それ故に、非特許文献5〜7に記載の従来技術は、(I)膜タンパク質であるインスリンレセプターを精製するための煩雑な操作が必要であるという問題点、(II)膜タンパク質であるインスリンレセプターを精製したとしても、精製の純度が低いという問題点、(III)膜タンパク質であるインスリンレセプターは、変性し易く、取り扱いが難しいという問題点、などを有している。   Specifically, the conventional techniques described in Non-Patent Documents 5 to 7 use a complete form of an insulin receptor, in other words, an insulin receptor that is a membrane protein. Therefore, the conventional techniques described in Non-Patent Documents 5 to 7 have the following problems: (I) a complicated operation for purifying an insulin receptor that is a membrane protein; and (II) an insulin receptor that is a membrane protein. However, the insulin receptor, which is a membrane protein, is easily denatured and difficult to handle.

本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、簡便にインスリンを検出できるインスリンの検出方法、および、インスリンの検出キットを提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and an object thereof is to provide an insulin detection method and an insulin detection kit capable of easily detecting insulin.

本発明のインスリンの検出方法は、上記課題を解決するために、試料と、インスリンレセプターのα−CTセグメントを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第1の複合体と、インスリンレセプターのL1ドメインを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第2の複合体と、を含む溶液から、上記発光物質と上記蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光を検出する蛍光検出工程を含み、上記第1のポリペプチドに発光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに蛍光物質が連結されており、上記第1のポリペプチドに蛍光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに発光物質が連結されていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the insulin detection method of the present invention includes a sample, a luminescent substance, and a first polypeptide that contains an α-CT segment of an insulin receptor and does not contain a β subunit of the insulin receptor. Alternatively, a first complex in which a fluorescent substance is linked and a second polypeptide that contains the L1 domain of the insulin receptor and does not contain the β subunit of the insulin receptor is linked to a luminescent substance or a fluorescent substance. And a fluorescence detection step of detecting fluorescence generated by luminescence resonance energy transfer generated between the luminescent substance and the fluorescent substance from a solution containing the complex of two, wherein the luminescent substance is present in the first polypeptide. When linked, a fluorescent substance is linked to the second polypeptide, and a fluorescence is linked to the first polypeptide. If the quality is coupled is characterized in that the luminescent substance to the second polypeptide is linked.

本発明のインスリンの検出方法では、上記溶液における、上記第1の複合体の濃度(M1)、および、上記第2の複合体の濃度(M2)が、50≦M2/M1≦200の関係を満たすことが好ましい。   In the insulin detection method of the present invention, the concentration of the first complex (M1) and the concentration of the second complex (M2) in the solution have a relationship of 50 ≦ M2 / M1 ≦ 200. It is preferable to satisfy.

本発明のインスリンの検出方法では、上記第1の複合体は、上記第1のポリペプチドのアミノ末端に上記発光物質または上記蛍光物質が連結されたものであることが好ましい。   In the method for detecting insulin of the present invention, the first complex is preferably one in which the luminescent substance or the fluorescent substance is linked to the amino terminus of the first polypeptide.

本発明のインスリンの検出方法では、上記第2の複合体は、上記第2のポリペプチドのカルボキシル末端に上記発光物質または上記蛍光物質が連結されたものであることが好ましい。   In the method for detecting insulin of the present invention, the second complex is preferably one in which the luminescent substance or the fluorescent substance is linked to the carboxyl terminus of the second polypeptide.

本発明のインスリンの検出方法では、上記第1の複合体、および、上記第2の複合体は、リンカーによって互いに結合して、第3の複合体を形成していることが好ましい。   In the method for detecting insulin of the present invention, it is preferable that the first complex and the second complex are bonded to each other by a linker to form a third complex.

本発明のインスリンの検出方法では、上記第3の複合体は、支持体の表面に結合していることが好ましい。   In the insulin detection method of the present invention, the third complex is preferably bound to the surface of the support.

本発明のインスリンの検出キットは、上記課題を解決するために、インスリンレセプターのα−CTセグメントを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第1の複合体と、インスリンレセプターのL1ドメインを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第2の複合体と、を備えており、上記発光物質および上記蛍光物質は、当該発光物質と当該蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって蛍光を発生させるものであり、上記第1のポリペプチドに発光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに蛍光物質が連結されており、上記第1のポリペプチドに蛍光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに発光物質が連結されていることを特徴としている。   In order to solve the above-described problem, the insulin detection kit of the present invention contains a luminescent substance or a fluorescent substance in the first polypeptide containing the α-CT segment of the insulin receptor and not containing the β subunit of the insulin receptor. And a second complex comprising a luminescent substance or a fluorescent substance linked to a second polypeptide containing the L1 domain of the insulin receptor and not containing the β subunit of the insulin receptor. The luminescent substance and the fluorescent substance generate fluorescence by luminescence resonance energy transfer generated between the luminescent substance and the fluorescent substance, and emit light to the first polypeptide. When a substance is linked, a fluorescent substance is linked to the second polypeptide, and the first polypeptide is linked. When the fluorescent substance is coupled to the tides, it is characterized in that the luminescent substance to the second polypeptide is linked.

本発明のインスリンの検出キットでは、上記第1の複合体、および、上記第2の複合体は、リンカーによって互いに結合して、第3の複合体を形成していることが好ましい。   In the insulin detection kit of the present invention, the first complex and the second complex are preferably bonded to each other by a linker to form a third complex.

本発明のインスリンの検出キットは、上記第3の複合体が表面に結合している支持体を備えていることが好ましい。   The insulin detection kit of the present invention preferably includes a support on which the third complex is bound to the surface.

本発明は、抗体の作製作業、膜タンパク質の精製作業、変性し易い膜タンパク質の保存作業、等の煩雑な作業を必要としないので、簡便にインスリンを検出することができるという効果を奏する。   The present invention does not require complicated operations such as an antibody production operation, a membrane protein purification operation, and a membrane protein storage operation that is easily denatured, and therefore has the effect that insulin can be easily detected.

本発明に用いる第1の複合体および第2の複合体は、純度高く精製され得る。それ故に、本発明は、夾雑物が少ない状態でインスリンを検出することができるという効果を奏する。つまり、本発明は、夾雑物の影響を受けること無く、インスリンを検出することができるという効果を奏する。   The first complex and the second complex used in the present invention can be purified with high purity. Therefore, the present invention has an effect that insulin can be detected in a state where there are few impurities. That is, the present invention has an effect that insulin can be detected without being affected by impurities.

本発明の実施例における、SDS−PAGE後のポリアクリルアミドゲルの染色像である。It is the dyeing | staining image of the polyacrylamide gel after SDS-PAGE in the Example of this invention. 本発明の実施例において、第1の複合体の量と第2の複合体の量との比率を変えた場合の、一定のインスリン濃度下におけるBRET効率の値をプロットしたグラフである。In the Example of this invention, it is the graph which plotted the value of BRET efficiency under fixed insulin density | concentration at the time of changing the ratio of the quantity of the 1st complex, and the quantity of the 2nd complex. 本発明の実施例において、インスリン濃度の値に対してBRET効率の値をプロットしたグラフである。In the Example of this invention, it is the graph which plotted the value of BRET efficiency with respect to the value of insulin concentration. 本発明の実施例において、生体からインスリンを分泌させた場合の、BRET効率の変化を示すグラフである。In the Example of this invention, it is a graph which shows the change of BRET efficiency at the time of making insulin secret from a biological body. 本発明の実施例における、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the fluorescence generate | occur | produced by the luminescence resonance energy transfer in the Example of this invention. 本発明の実施例における、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the fluorescence generate | occur | produced by the luminescence resonance energy transfer in the Example of this invention. 本発明の実施例における、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the fluorescence generate | occur | produced by the luminescence resonance energy transfer in the Example of this invention. インスリンレセプターの構造の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of the structure of an insulin receptor. (a)は、本発明の実施例における、精製前のサンプルをSDS−PAGEにて分離した後のポリアクリルアミドゲルの染色像であり、(b)は、本発明の実施例における、精製後のサンプルをSDS−PAGEにて分離した後のポリアクリルアミドゲルの染色像である。(A) is the dyeing | staining image of the polyacrylamide gel after isolate | separating the sample before a refinement | purification in SDS-PAGE in the Example of this invention, (b) is the after-purification in the Example of this invention. It is the dyeing | staining image of the polyacrylamide gel after isolate | separating a sample by SDS-PAGE. 本発明の実施例における、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the fluorescence generate | occur | produced by the luminescence resonance energy transfer in the Example of this invention. (a)および(b)は、本発明の実施例において、インスリン濃度の値に対してBRET効率の値をプロットしたグラフである。(A) And (b) is the graph which plotted the value of BRET efficiency with respect to the value of insulin concentration in the Example of this invention. 本発明の実施例における、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the fluorescence generate | occur | produced by the luminescence resonance energy transfer in the Example of this invention. 本発明の実施例における、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の測定結果を示すグラフである。It is a graph which shows the measurement result of the fluorescence generate | occur | produced by the luminescence resonance energy transfer in the Example of this invention. 本発明の実施例における、センサー細胞およびインスリン分泌細胞の共培養の像である。It is an image of co-culture of sensor cells and insulin-secreting cells in an Example of the present invention. 本発明の実施例における、インスリンが存在しない場合のセンサー細胞が示すBRET効率の変化を示すイメージデータである。It is image data which shows the change of BRET efficiency which a sensor cell shows in the Example of this invention when insulin does not exist. 本発明の実施例における、インスリンが存在する場合のセンサー細胞が示すBRET効率の変化を示すイメージデータである。It is image data which shows the change of BRET efficiency which a sensor cell shows in the Example of this invention when insulin exists. (a)は、本発明の実施例における、インスリンが存在しない場合のセンサー細胞のイメージデータと、BRET効率の平均値の算出に用いた領域を示し、(b)は、本発明の実施例における、インスリンが存在しない場合のセンサー細胞が示す上記領域内のBRET効率の平均値の変化を数値化したグラフであり、(c)は、本発明の実施例における、インスリンが存在する場合のセンサー細胞のイメージデータと、BRET効率の平均値の算出に用いた領域を示し、(d)は、本発明の実施例における、インスリンが存在する場合のセンサー細胞が示す上記領域内のBRET効率の平均値の変化を数値化したグラフである。(A) shows the image data of the sensor cell when insulin is not present and the region used for calculating the average value of BRET efficiency in the embodiment of the present invention, and (b) shows the region in the embodiment of the present invention. FIG. 4 is a graph showing the change in the average value of the BRET efficiency in the region indicated by the sensor cell when insulin is not present, in which (c) is a sensor cell when insulin is present according to an embodiment of the present invention. (D) is the average value of the BRET efficiency in the above-mentioned region indicated by the sensor cell when insulin is present in the example of the present invention. It is the graph which digitized the change of.

本発明の一実施形態について以下に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明は、以下に説明する各構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態や実施例にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態や実施例についても本発明の技術的範囲に含まれる。また、本明細書中に記載された学術文献及び特許文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。また、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「A〜B」は、「A以上B以下」を意図する。   An embodiment of the present invention will be described below, but the present invention is not limited to this. The present invention is not limited to each configuration described below, and various modifications can be made within the scope shown in the claims, and technical means disclosed in different embodiments and examples respectively. Embodiments and examples obtained by appropriately combining them are also included in the technical scope of the present invention. Moreover, all the academic literatures and patent literatures described in this specification are used as references in this specification. Unless otherwise specified in this specification, “A to B” representing a numerical range is intended to be “A or more and B or less”.

〔1.インスリンの検出方法〕
本実施の形態のインスリンの検出方法は、試料と、インスリンレセプターのα−CTセグメントを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第1の複合体と、インスリンレセプターのL1ドメインを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第2の複合体と、を含む溶液から、上記発光物質と上記蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光を検出する蛍光検出工程を含んでいる。以下に、各構成について説明する。
[1. (Insulin detection method)
In the method for detecting insulin according to the present embodiment, a luminescent substance or a fluorescent substance is linked to a first polypeptide that contains a sample and an α-CT segment of the insulin receptor and does not contain the β subunit of the insulin receptor. A second complex in which a luminescent substance or a fluorescent substance is linked to a second polypeptide containing the L1 domain of the insulin receptor and not containing the β subunit of the insulin receptor; A fluorescence detecting step of detecting fluorescence generated by luminescence resonance energy transfer generated between the luminescent substance and the fluorescent substance from a solution containing the luminescent substance. Each configuration will be described below.

〔1−1.試料〕
上記試料は、インスリンを含むか否か試験される、および/または、インスリンをどの程度の量含むか試験される、試験対象である。それ故に、本実施の形態のインスリンの検出方法は、インスリンの定量方法であり得る。
[1-1. sample〕
The sample is a test subject that is tested for insulin and / or to what extent insulin is tested. Therefore, the method for detecting insulin of the present embodiment can be a method for quantifying insulin.

上記試料がインスリンを含んでいれば、当該インスリンを介して、α−CTセグメントとL1ドメインとが複合体を形成する。α−CTセグメントとL1ドメインとが複合体を形成すれば、α−CTセグメントに連結されている発光物質(または、蛍光物質)と、L1ドメインに連結されている蛍光物質(または、発光物質)とが、接近することになる。発光物質と蛍光物質とが接近すれば、発光物質から蛍光物質に向かって光が照射されるとともに、発光物質と蛍光物質との間で発光共鳴エネルギー転移が生じ、その結果、蛍光物質から蛍光が発生する。そして、当該蛍光を検出することによって、試料中に含まれるインスリンを検出、および/または、定量することができる。   If the sample contains insulin, the α-CT segment and the L1 domain form a complex via the insulin. If the α-CT segment and the L1 domain form a complex, the luminescent substance (or fluorescent substance) linked to the α-CT segment and the fluorescent substance (or luminescent substance) linked to the L1 domain Will approach. When the luminescent substance and the fluorescent substance come close to each other, light is emitted from the luminescent substance toward the fluorescent substance, and luminescence resonance energy transfer occurs between the luminescent substance and the fluorescent substance. As a result, the fluorescent substance emits fluorescence. Occur. Then, by detecting the fluorescence, insulin contained in the sample can be detected and / or quantified.

上記試料の具体的な構成は、特に限定されず、人工的に作製されたサンプル(例えば、糖尿病治療薬などの薬剤)であってもよいし、生体から採取されたサンプルであってもよい。   The specific configuration of the sample is not particularly limited, and may be an artificially prepared sample (for example, a drug such as a therapeutic drug for diabetes) or a sample collected from a living body.

〔1−2.第1の複合体〕
上記第1の複合体は、インスリンレセプターのα−CTセグメントを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させたものである。
[1-2. First complex]
In the first complex, a luminescent substance or a fluorescent substance is linked to a first polypeptide containing an α-CT segment of an insulin receptor and not containing a β subunit of the insulin receptor.

後述する第2の複合体において、第2のポリペプチドに発光物質が連結されている場合には、当該第1の複合体において、第1のポリペプチドには蛍光物質が連結されている。一方、第2の複合体において、第2のポリペプチドに蛍光物質が連結されている場合には、当該第1の複合体において、第1のポリペプチドには発光物質が連結されている。上記構成であれば、α−CTセグメントとL1ドメインとが複合体を形成したときに、発光物質と蛍光物質とが接近できるので、効率よく蛍光を発生させることができる。   In a second complex described later, when a luminescent substance is linked to the second polypeptide, a fluorescent substance is linked to the first polypeptide in the first complex. On the other hand, when a fluorescent substance is linked to the second polypeptide in the second complex, a luminescent substance is linked to the first polypeptide in the first complex. With the above configuration, when the α-CT segment and the L1 domain form a complex, the light-emitting substance and the fluorescent substance can be approached, so that fluorescence can be generated efficiently.

上記第1の複合体の構成成分である第1のポリペプチドは、インスリンレセプターのα−CTセグメントを含んでいるポリペプチドである。α−CTセグメントは、インスリンレセプターの細胞外ドメインであるαサブユニットの部分領域であって、インスリンに結合する能力を有しているとともに、膜貫通領域を含んでいない。なお、本発明におけるα−CTセグメントの具体的な構成は特に限定されず、周知のあらゆるα−CTセグメントであり得る。   The first polypeptide that is a component of the first complex is a polypeptide containing the α-CT segment of the insulin receptor. The α-CT segment is a partial region of the α subunit that is the extracellular domain of the insulin receptor, has the ability to bind to insulin, and does not contain a transmembrane region. In addition, the specific structure of the α-CT segment in the present invention is not particularly limited, and may be any known α-CT segment.

また、上記第1の複合体の構成成分である第1のポリペプチドは、インスリンレセプターのβサブユニットを含んでいないポリペプチドである。βサブユニットは、インスリンレセプターの細胞内ドメインであって、膜貫通領域と、細胞外ドメインの一部とを含んでいる。そして、当該膜貫通領域の作用によって、インスリンレセプターは、細胞内で膜タンパク質として存在し得る。なお、本発明におけるβサブユニットの具体的な構成は特に限定されず、周知のあらゆるβサブユニットであり得る。   The first polypeptide that is a constituent component of the first complex is a polypeptide that does not contain the β subunit of the insulin receptor. The β subunit is the intracellular domain of the insulin receptor and includes a transmembrane region and a part of the extracellular domain. The insulin receptor can exist as a membrane protein in the cell by the action of the transmembrane region. The specific configuration of the β subunit in the present invention is not particularly limited, and may be any known β subunit.

上述したように、第1のポリペプチドは、膜貫通領域を含んでいない。換言すれば、第1の複合体は、膜貫通領域を含んでいない。それ故に、第1の複合体は、可溶性タンパク質(換言すれば、非膜タンパク質)であり得るので、簡単に純度高く精製可能であり、取り扱いが容易であり、かつ、容易にインスリンおよび第2の複合体と複合体を形成することができる。   As described above, the first polypeptide does not include a transmembrane region. In other words, the first complex does not include a transmembrane region. Therefore, since the first complex can be a soluble protein (in other words, a non-membrane protein), it can be easily purified with high purity, is easy to handle, and easily contains insulin and the second protein. A complex can be formed with the complex.

なお、本明細書中において、膜貫通領域とは、膜タンパク質が細胞膜上に配置されたときに、細胞膜の内部に埋め込まれるように配置される、膜タンパク質内の部分領域を意図する。多くの膜貫通領域は、疎水性アミノ酸によって形成された構造、更に具体的には、疎水性アミノ酸によって形成されたαへリックス構造を有しているが、本明細書における膜貫通領域は、当該構造に限定されない。   In the present specification, the transmembrane region means a partial region in the membrane protein that is arranged so as to be embedded inside the cell membrane when the membrane protein is arranged on the cell membrane. Many transmembrane regions have a structure formed by a hydrophobic amino acid, more specifically, an α-helix structure formed by a hydrophobic amino acid. It is not limited to the structure.

上記第1の複合体の構成成分である第1のポリペプチドは、インスリンレセプターのα−CTセグメントからなるものであってもよいし、インスリンレセプターのα−CTセグメント以外の構成を含むものであってもよい。   The first polypeptide, which is a constituent component of the first complex, may be composed of the α-CT segment of the insulin receptor, or may include components other than the α-CT segment of the insulin receptor. May be.

第1のポリペプチドが、インスリンレセプターのα−CTセグメント以外の構成を含む場合、当該構成は、膜貫通領域を含まない限り、如何なる構成であってもよい。当該構成としては、例えば、α−CTセグメントと、発光物質または蛍光物質とを連結させるリンカーであってもよい。なお、当該リンカーは、ペプチド性のリンカーであってもよいし、非ペプチド性のリンカー(例えば、架橋剤)であってもよい。   When the first polypeptide includes a configuration other than the α-CT segment of the insulin receptor, the configuration may be any configuration as long as it does not include a transmembrane region. As the said structure, the linker which connects an alpha-CT segment, and a luminescent substance or a fluorescent substance may be sufficient, for example. The linker may be a peptidic linker or a non-peptidic linker (for example, a crosslinking agent).

第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させる場合、第1のポリペプチドのアミノ末端に発光物質または蛍光物質を連結させてもよいし、第1のポリペプチドのカルボキシル末端に発光物質または蛍光物質を連結させてもよい。   When the luminescent substance or fluorescent substance is linked to the first polypeptide, the luminescent substance or fluorescent substance may be linked to the amino terminus of the first polypeptide, or the luminescent substance is linked to the carboxyl terminus of the first polypeptide. Alternatively, a fluorescent substance may be linked.

第1の複合体の構造を安定化させて、より良くインスリンの検出を行うという観点からは、第1の複合体が第1のポリペプチドのアミノ末端に発光物質または蛍光物質が連結されたものであることが好ましい。上記構成であれば、第1の複合体および第2の複合体に含まれる発光物質と蛍光物質との間の距離を短くして、効率よく発光共鳴エネルギー転移を起こすことができる。   From the viewpoint of stabilizing the structure of the first complex and performing better insulin detection, the first complex has a luminescent substance or fluorescent substance linked to the amino terminus of the first polypeptide. It is preferable that If it is the said structure, the distance between the luminescent substance and fluorescent substance which are contained in a 1st composite_body | complex and a 2nd composite_body | complex can be shortened, and the luminescence resonance energy transfer can be efficiently caused.

更に具体的には、第1のポリペプチドのアミノ末端に発光物質を連結させる場合には、後述する第2のポリペプチドのカルボキシル末端に蛍光物質を連結させることが好ましく、第1のポリペプチドのアミノ末端に蛍光物質を連結させる場合には、後述する第2のポリペプチドのカルボキシル末端に発光物質を連結させることが好ましい。   More specifically, when a luminescent substance is linked to the amino terminus of the first polypeptide, it is preferable to link a fluorescent substance to the carboxyl terminus of the second polypeptide described later, When a fluorescent substance is linked to the amino terminus, it is preferable to link a luminescent substance to the carboxyl terminus of the second polypeptide described below.

第1のポリペプチドに連結させる発光物質および蛍光物質は、発光共鳴エネルギー転移によって蛍光を発生させ得るものであればよく、特に限定されないが、各々、発光タンパク質および蛍光タンパク質であることが好ましい。当該構成であれば、第1の複合体を1つの融合タンパク質(具体的には、第1のポリペプチドと、発光タンパク質または蛍光タンパク質との融合タンパク質)として形成できるので、周知の方法(例えば、融合タンパク質をコードしたポリヌクレオチドが挿入された発現ベクターを、所望の宿主に導入し、当該宿主内で、融合タンパク質を発現させる方法)によって、簡便に第1の複合体を作製することができる。更に、当該構成であれば、第1のポリペプチドと、発光物質または蛍光物質とを化学結合を介して連結させる操作や、連結した後の第1の複合体を精製する操作を不要にすることができる。   The luminescent substance and fluorescent substance to be linked to the first polypeptide are not particularly limited as long as they can generate fluorescence by luminescence resonance energy transfer, and are preferably a luminescent protein and a fluorescent protein, respectively. With this configuration, the first complex can be formed as one fusion protein (specifically, a fusion protein of the first polypeptide and a luminescent protein or a fluorescent protein). A first complex can be easily prepared by introducing an expression vector into which a polynucleotide encoding a fusion protein is inserted into a desired host and expressing the fusion protein in the host. Furthermore, if it is the said structure, the operation which connects a 1st polypeptide, and a luminescent substance or a fluorescent substance through a chemical bond, and the operation | movement which refine | purifies the 1st complex after connecting are made unnecessary. Can do.

本明細書における発光物質は、発光現象に関わるあらゆる物質であり得る。例えば、酵素と基質との反応によって発光する場合には、発光物質は、酵素であっても良いし、当該酵素の基質であっても良い。より良くインスリンを検出するという観点から、発光物質は、酵素であることが好ましい。   The luminescent substance in this specification may be any substance involved in the luminescence phenomenon. For example, when light is emitted by the reaction between an enzyme and a substrate, the luminescent substance may be an enzyme or a substrate of the enzyme. From the viewpoint of better detecting insulin, the luminescent substance is preferably an enzyme.

発光物質の例としては、例えば、ルシフェラーゼを挙げることができる。ルシフェラーゼの例としては、例えば、ホタル由来のルシフェラーゼ、ウミシイタケ由来のルシフェラーゼ、および、トゲオキヒオドシエビ(Oplophorus gracilirostris)由来のルシフェラーゼを挙げることができる。トゲオキヒオドシエビ由来のルシフェラーゼの例としては、NanoLuc(Nluc)(登録商標)、terbium chelate diethylenetriaminepentacetate-carbostyril 124−maleimidopropionic hydrazide (Tb-DTPA-cs124-EMPH)(例えば、Elise Burmeister Getz et al., Biophysical Journal, Volume 74, May 1998, p2451-2458参照)を挙げることができる。   Examples of the luminescent substance include luciferase. Examples of luciferase include, for example, firefly-derived luciferase, Renilla luciferase, and luciferase derived from Oplophorus gracilirostris. Examples of the luciferase derived from shrimp are: NanoLuc (Nluc) (registered trademark), terbium chelate diethylenetriaminepentacetate-carbostyril 124-maleimidopropionic hydrazide (Tb-DTPA-cs124-EMPH) (for example, Elise Burmeister Getz et al., Biophysical Journal, Volume 74, May 1998, p2451-2458).

蛍光物質の例としては、例えば、周知の蛍光タンパク質(例えば、Sirius、EBFP、ECFP、mTurquoise、TagCFP、AmCyan、mTFP1、Midoriishi Cyan、CFP、TurboGFP、AcGFP、TagGFP、Azami−Green、ZsGreen、EmGFP、EGFP、GFP2、HyPer、TagYFP、EYFP、Venus、YFP、PhiYFP、PhiYFP−m、TurboYFP、ZsYellow、mBanana、KusabiraOrange、mOrange、TurboRFP、DsRed−Express、DsRed2、TagRFP、DsRed−Monomer、AsRed2、mStrawberry、TurboFP602、mRFP1、JRed、KillerRed、mCherry、HcRed、KeimaRed、mRasberry、mPlum、PS−CFP、Dendra2、Kaede、EosFP、および、KikumeGR)を挙げることができる。   Examples of fluorescent substances include, for example, well-known fluorescent proteins (for example, Sirius, EBFP, ECFP, mTurquoise, TagCFP, AmCyan, mTFP1, Midorishi Cyan, CFP, TurboGFP, AcGFP, TagGFP, Azami-P, Azami-P , GFP2, HyPer, TagYFP, EYFP, Venus, YFP, PhiYFP, PhiYFP-m, TurboYFP, ZsYellow, mBanana, KusabiraOrange, mOrange, TurboRFP, DsRed-Express, DsRed2, TagRFP, DsRed-Monomer, AsRed2, mStrawberry, TurboFP602, mRF 1, JRed, KillerRed, mCherry, HcRed, KeimaRed, mRasberry, mPlum, PS-CFP, Dendra2, Kaede, EosFP, and can include KikumeGR).

また、蛍光物質の例として、TMR、diAcFAM、Oregon greenを挙げることができる。これらの蛍光物質は、NanoLuc(Nluc)(登録商標)との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって蛍光を発生させることができる。また、蛍光物質の例として、Cy3、Cy3.5を挙げることができる。これらの蛍光物質は、ホタル由来のルシフェラーゼとの間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって蛍光を発生させることができる。   Examples of the fluorescent material include TMR, diAcFAM, and Oregon green. These fluorescent materials can generate fluorescence by luminescence resonance energy transfer that occurs with NanoLuc (Nluc) (registered trademark). Examples of the fluorescent material include Cy3 and Cy3.5. These fluorescent substances can generate fluorescence by luminescence resonance energy transfer that occurs with firefly-derived luciferase.

〔1−3.第2の複合体〕
上記第2の複合体は、インスリンレセプターのL1ドメインを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させたものである。
[1-3. Second complex]
In the second complex, a luminescent substance or a fluorescent substance is linked to a second polypeptide that contains the L1 domain of the insulin receptor and does not contain the β subunit of the insulin receptor.

上述した第1の複合体において、第1のポリペプチドに蛍光物質が連結されている場合には、当該第2の複合体において、第2のポリペプチドには発光物質が連結されている。一方、第1の複合体において、第1のポリペプチドに発光物質が連結されている場合には、当該第2の複合体において、第2のポリペプチドには蛍光物質が連結されている。上記構成であれば、α−CTセグメントとL1ドメインとが複合体を形成したときに、発光物質と蛍光物質とが接近できるので、効率よく蛍光を発生させることができる。   In the first complex described above, when a fluorescent substance is linked to the first polypeptide, a luminescent substance is linked to the second polypeptide in the second complex. On the other hand, when a luminescent substance is linked to the first polypeptide in the first complex, a fluorescent substance is linked to the second polypeptide in the second complex. With the above configuration, when the α-CT segment and the L1 domain form a complex, the light-emitting substance and the fluorescent substance can be approached, so that fluorescence can be generated efficiently.

上記第2の複合体の構成成分である第2のポリペプチドは、インスリンレセプターのL1ドメインを含んでいるポリペプチドである。L1ドメインは、インスリンレセプターの細胞外ドメインであるαサブユニットの部分領域であって、インスリンに結合する能力を有しているとともに、膜貫通領域を含んでいない。なお、本発明におけるL1ドメインの具体的な構成は特に限定されず、周知のあらゆるL1ドメインであり得る。   The second polypeptide that is a constituent component of the second complex is a polypeptide containing the L1 domain of the insulin receptor. The L1 domain is a partial region of the α subunit that is the extracellular domain of the insulin receptor, has the ability to bind to insulin, and does not include a transmembrane region. In addition, the specific structure of the L1 domain in the present invention is not particularly limited, and may be any known L1 domain.

また、上記第2の複合体の構成成分である第2のポリペプチドは、インスリンレセプターのβサブユニットを含んでいないポリペプチドである。βサブユニットは、インスリンレセプターの細胞内ドメインであって、膜貫通領域と、細胞外ドメインの一部とを含んでいる。そして、当該膜貫通領域の作用によって、インスリンレセプターは、細胞内で膜タンパク質として存在し得る。なお、本発明におけるβサブユニットの具体的な構成は特に限定されず、周知のあらゆるβサブユニットであり得る。   The second polypeptide that is a constituent component of the second complex is a polypeptide that does not contain the β subunit of the insulin receptor. The β subunit is the intracellular domain of the insulin receptor and includes a transmembrane region and a part of the extracellular domain. The insulin receptor can exist as a membrane protein in the cell by the action of the transmembrane region. The specific configuration of the β subunit in the present invention is not particularly limited, and may be any known β subunit.

上述したように、第2のポリペプチドは、膜貫通領域を含んでいない。換言すれば、第2の複合体は、膜貫通領域を含んでいない。それ故に、第2の複合体は、可溶性タンパク質(換言すれば、非膜タンパク質)であり得るので、簡単に純度高く精製可能であり、取り扱いが容易であり、かつ、容易にインスリンおよび第1の複合体と複合体を形成することができる。   As described above, the second polypeptide does not include a transmembrane region. In other words, the second complex does not include a transmembrane region. Therefore, since the second complex can be a soluble protein (in other words, a non-membrane protein), it can be easily purified with high purity, is easy to handle, and easily contains insulin and the first complex. A complex can be formed with the complex.

上記第2の複合体の構成成分である第2のポリペプチドは、インスリンレセプターのL1ドメインからなるものであってもよいし、インスリンレセプターのL1ドメイン以外の構成を含むものであってもよい。   The second polypeptide that is a constituent component of the second complex may be composed of the L1 domain of the insulin receptor, or may include a component other than the L1 domain of the insulin receptor.

第2のポリペプチドが、インスリンレセプターのL1ドメイン以外の構成を含む場合、当該構成は、膜貫通領域を含まない限り、如何なる構成であってもよい。当該構成としては、例えば、L1ドメインと、発光物質または蛍光物質とを連結させるリンカーであってもよい。なお、当該リンカーは、ペプチド性のリンカーであってもよいし、非ペプチド性のリンカー(例えば、架橋剤)であってもよい。   When the second polypeptide includes a configuration other than the L1 domain of the insulin receptor, the configuration may be any configuration as long as it does not include a transmembrane region. As the said structure, the linker which connects L1 domain, and a luminescent substance or a fluorescent substance may be sufficient, for example. The linker may be a peptidic linker or a non-peptidic linker (for example, a crosslinking agent).

第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させる場合、第2のポリペプチドのアミノ末端に発光物質または蛍光物質を連結させてもよいし、第2のポリペプチドのカルボキシル末端に発光物質または蛍光物質を連結させてもよい。   When the luminescent substance or fluorescent substance is linked to the second polypeptide, the luminescent substance or fluorescent substance may be linked to the amino terminus of the second polypeptide, or the luminescent substance is linked to the carboxyl terminus of the second polypeptide. Alternatively, a fluorescent substance may be linked.

第2の複合体の構造を安定化させて、より良くインスリンの検出を行うという観点からは、第2の複合体は、第2のポリペプチドのカルボキシル末端に発光物質または蛍光物質が連結されたものであることが好ましい。上記構成であれば、第1の複合体および第2の複合体に含まれる発光物質と蛍光物質との間の距離を短くして、効率よく発光共鳴エネルギー転移を起こすことができる。   From the standpoint of better insulin detection by stabilizing the structure of the second complex, the second complex has a luminescent or fluorescent substance linked to the carboxyl terminus of the second polypeptide. It is preferable. If it is the said structure, the distance between the luminescent substance and fluorescent substance which are contained in a 1st composite_body | complex and a 2nd composite_body | complex can be shortened, and a luminescence resonance energy transfer can be raise | generated efficiently.

更に具体的には、第2のポリペプチドのカルボキシル末端に発光物質を連結させる場合には、上述した第1のポリペプチドのアミノ末端に蛍光物質を連結させることが好ましく、第2のポリペプチドのカルボキシル末端に蛍光物質を連結させる場合には、上述した第1のポリペプチドのアミノ末端に発光物質を連結させることが好ましい。   More specifically, when a luminescent substance is linked to the carboxyl terminus of the second polypeptide, it is preferable to link a fluorescent substance to the amino terminus of the first polypeptide described above. When a fluorescent substance is linked to the carboxyl terminus, it is preferable to link a luminescent substance to the amino terminus of the first polypeptide.

第2のポリペプチドに連結させる発光物質および蛍光物質は、発光共鳴エネルギー転移によって蛍光を発生させ得るものであればよく、特に限定されないが、各々、発光タンパク質および蛍光タンパク質であることが好ましい。当該構成であれば、第2の複合体を1つの融合タンパク質(具体的には、第2のポリペプチドと、発光タンパク質または蛍光タンパク質との融合タンパク質)として形成できるので、周知の方法(例えば、融合タンパク質をコードしたポリヌクレオチドが挿入された発現ベクターを、所望の宿主に導入し、当該宿主内で、融合タンパク質を発現させる方法)によって、簡便に第2の複合体を作製することができる。   The luminescent substance and fluorescent substance to be linked to the second polypeptide are not particularly limited as long as they can generate fluorescence by luminescence resonance energy transfer, and are preferably a luminescent protein and a fluorescent protein, respectively. With this configuration, the second complex can be formed as one fusion protein (specifically, a fusion protein of the second polypeptide and a luminescent protein or a fluorescent protein). A second complex can be easily prepared by introducing an expression vector into which a polynucleotide encoding the fusion protein is inserted into a desired host and expressing the fusion protein in the host.

第2のポリペプチドに連結させる発光物質および蛍光物質としては、第1のポリペプチドに連結させ得る発光物質および蛍光物質として説明したものと同じものを用いることができる。これら発光物質および蛍光物質の具体例については既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。   As the luminescent substance and fluorescent substance to be linked to the second polypeptide, the same substances as those described as the luminescent substance and fluorescent substance that can be linked to the first polypeptide can be used. Since specific examples of these light-emitting substances and fluorescent substances have already been described, description thereof is omitted here.

〔1−4.第1の複合体、および、第2の複合体の実施形態の一例〕
第1の複合体、および、第2の複合体は、各々が分離した物質であってもよいが、リンカーによって互いに結合して一体化された、第3の複合体を形成していてもよい。
[1-4. Example of Embodiment of First Complex and Second Complex]
The first complex and the second complex may be separated from each other, but may be combined with each other by a linker to form a third complex. .

第1の複合体および第2の複合体がリンカーによって互いに結合していれば、第1の複合体と第2の複合体とが(換言すれば、α−CTセグメントとL1ドメインとが)、常に近くに存在することができる。この場合、例えば、α−CTセグメントを含む第1の複合体にインスリンが結合すれば、当該インスリンに対して、L1ドメインを含む第2の複合体も効率よく結合することができる。その結果、インスリン濃度が低い場合であっても、発光共鳴エネルギー転移を効率よく生じさせ、その結果、効率よく蛍光物質から蛍光を発生させることができる。   If the first complex and the second complex are bound to each other by a linker, the first complex and the second complex (in other words, the α-CT segment and the L1 domain) There can always be nearby. In this case, for example, if insulin binds to the first complex containing the α-CT segment, the second complex containing the L1 domain can also be efficiently bound to the insulin. As a result, even when the insulin concentration is low, luminescence resonance energy transfer can be efficiently generated, and as a result, fluorescence can be efficiently generated from the fluorescent substance.

この場合、リンカーが結合する第1の複合体内の領域と、リンカーが結合する第2に複合体内の領域とは、特に限定されない。例えば、(i)第1の複合体内の発光物質または蛍光物質と、第2の複合体内の第2のポリペプチドとを、リンカーによって結合してもよいし、(ii)第1の複合体内の発光物質または蛍光物質と、第2の複合体内の発光物質または蛍光物質とを、リンカーによって結合してもよいし、(iii)第1の複合体内の第1のポリペプチドと、第2の複合体内の第2のポリペプチドとを、リンカーによって結合してもよいし、(iv)第1の複合体内の第1のポリペプチドと、第2の複合体内の発光物質または蛍光物質とを、リンカーによって結合してもよい。より構造が安定した第3の複合体を実現するという観点からは、上述した(i)〜(iv)の中では、(iii)が最も好ましい。   In this case, the region in the first complex to which the linker is bonded and the region in the second complex to which the linker is bonded are not particularly limited. For example, (i) the luminescent substance or fluorescent substance in the first complex and the second polypeptide in the second complex may be linked by a linker, or (ii) the first complex in the first complex The luminescent substance or the fluorescent substance and the luminescent substance or the fluorescent substance in the second complex may be linked by a linker, or (iii) the first polypeptide in the first complex and the second complex The second polypeptide in the body may be bound by a linker, or (iv) the first polypeptide in the first complex and the luminescent substance or fluorescent substance in the second complex are linked to the linker. You may combine by. From the viewpoint of realizing the third composite having a more stable structure, (iii) is most preferable among the above (i) to (iv).

リンカーは、第1の複合体と第2の複合体とを結合させ得るものであればよく、その具体的な構成は、特に限定されない。リンカーとしては、例えば、ポリペプチドを挙げることができる。ポリペプチドのリンカーを用いれば、第3の複合体を1つのタンパク質(例えば、第1の複合体と、リンカーと、第2の複合体との融合タンパク質)として構成することができる。そして、当該構成であれば、周知の方法にて当該融合タンパク質の発現ベクターを作製し、当該発現ベクターを所望の宿主に導入することによって、融合タンパク質を容易に作製することができる。   The linker is not particularly limited as long as it can bind the first complex and the second complex. Examples of the linker include a polypeptide. If a polypeptide linker is used, the third complex can be configured as one protein (for example, a fusion protein of the first complex, the linker, and the second complex). And if it is the said structure, a fusion protein can be easily produced by producing the expression vector of the said fusion protein by a well-known method, and introduce | transducing the said expression vector into a desired host.

リンカーとしてポリペプチドを用いる場合、当該リンカーを構成するアミノ酸の数は特に限定されない。より低濃度のインスリンの濃度を測定するという観点からは、リンカーを構成するアミノ酸の数は、20個以上、21個以上、22個以上、23個以上、24個以上、25個以上、26個以上、27個以上、28個以上、29個以上、30個以上、31個以上、32個以上、33個以上、または、34個以上であることが好ましい。これらの場合、リンカーを構成するアミノ酸の数の上限値は、特に限定されない(例えば、100、または、100以上の任意の整数)。   When a polypeptide is used as the linker, the number of amino acids constituting the linker is not particularly limited. From the viewpoint of measuring a lower concentration of insulin, the number of amino acids constituting the linker is 20 or more, 21 or more, 22 or more, 23 or more, 24 or more, 25 or more, or 26. It is preferable that they are 27 or more, 28 or more, 29 or more, 30 or more, 31 or more, 32 or more, 33 or more, or 34 or more. In these cases, the upper limit of the number of amino acids constituting the linker is not particularly limited (for example, 100 or any integer of 100 or more).

リンカーが短すぎると(例えば、リンカーを構成するアミノ酸の数が19個以下)、インスリンが存在しなくても発光物質と蛍光物質との間の距離が短く保たれ、発光物質と蛍光物質との間で発光共鳴エネルギー転移が生じ、その結果、蛍光が発生する。つまり、リンカーが短すぎると、インスリンを検出する際のバックグラウンドの蛍光の強度が上昇する傾向を示す。それ故に、感度良くインスリンを検出するという観点から、リンカーは、上述した長さを有するものであることが好ましい。   If the linker is too short (for example, the number of amino acids constituting the linker is 19 or less), the distance between the luminescent substance and the fluorescent substance is kept short even if insulin is not present. Emission resonance energy transfer occurs between them, and as a result, fluorescence is generated. That is, when the linker is too short, the intensity of background fluorescence when detecting insulin tends to increase. Therefore, from the viewpoint of detecting insulin with high sensitivity, the linker preferably has the above-described length.

リンカーとしてポリペプチドを用いる場合、当該リンカーを構成するアミノ酸の種類は、特に限定されない。より低濃度のインスリンの濃度を測定するという観点から、リンカーは、立体構造の自由度が高いアミノ酸によって構成されていることが好ましい。より具体的に、リンカーは、(i)脂肪酸の側鎖を有するアミノ酸である、グリシン、アラニン、バリン、ロイシンおよびイソロイシンからなる群より選択される少なくとも1つのアミノ酸;水酸基を含む側鎖を有するアミノ酸である、セリン、スレオニンおよびチロシンからなる群より選択される少なくとも1つのアミノ酸;並びに、酸またはアミドを含む側鎖を有するアミノ酸である、アスパラギン酸、アスパラギン、グルタミン酸およびグルタミンからなる群より選択される少なくとも1つのアミノ酸、によって構成されているものであってもよいし、(ii)脂肪酸の側鎖を有するアミノ酸である、グリシン、アラニンおよびロイシンからなる群より選択される少なくとも1つのアミノ酸;水酸基を含む側鎖を有するアミノ酸であるセリン;並びに、酸を含む側鎖を有するアミノ酸であるグルタミン酸によって構成されているものであってもよいし、(iii)グリシン、アラニン、セリン、ロイシンおよびグルタミン酸によって構成されているものであってもよいし、(iv)「ASSAGGSAGGSAGGSAGGSAGGSAGGSAGSGGLE(配列番号14)」にて示されるポリペプチドを少なくとも一部分として含むものであってもよい。   When using polypeptide as a linker, the kind of amino acid which comprises the said linker is not specifically limited. From the viewpoint of measuring a lower concentration of insulin, the linker is preferably composed of an amino acid having a high degree of freedom in steric structure. More specifically, the linker is (i) at least one amino acid selected from the group consisting of glycine, alanine, valine, leucine and isoleucine, which is an amino acid having a fatty acid side chain; an amino acid having a side chain containing a hydroxyl group And at least one amino acid selected from the group consisting of serine, threonine and tyrosine; and selected from the group consisting of aspartic acid, asparagine, glutamic acid and glutamine, which are amino acids having side chains including acids or amides At least one amino acid, or (ii) at least one amino acid selected from the group consisting of glycine, alanine and leucine, which is an amino acid having a fatty acid side chain; An amino acid having a side chain containing Phosphorus; and glutamic acid that is an amino acid having a side chain containing an acid, or (iii) may be composed of glycine, alanine, serine, leucine, and glutamic acid Alternatively, (iv) the polypeptide represented by “ASSAGGSAGGSAGGSAGGSAGGSAGGSAGSGGLE (SEQ ID NO: 14)” may be included as at least a part.

第3の複合体は、支持体(例えば、ガラス基板、ビーズ、ゲル、細胞、または、細胞外マトリクス)の表面に結合し得る。第1の複合体および第2の複合体を第3の複合体として一体化すれば、第1の複合体と第2の複合体とを、互いにとって良好な配置を保ちながら、支持体の表面に結合させることができる。そして、当該支持体を用いれば、感度良くインスリンを検出することができる。   The third complex can be bound to the surface of a support (eg, a glass substrate, bead, gel, cell, or extracellular matrix). If the first complex and the second complex are integrated as a third complex, the surface of the support is maintained while keeping the first complex and the second complex in a favorable arrangement with respect to each other. Can be combined. And if the said support body is used, insulin can be detected with sufficient sensitivity.

第3の複合体を支持体の表面に結合させる方法は、特に限定されず、架橋剤によって第3の複合体と支持体とを結合させてもよいし、第3の複合体が備えるタグによって第3の複合体と支持体とを結合させてもよいし、支持体が備えるタグによって第3の複合体と支持体とを結合させてもよい。   The method for binding the third complex to the surface of the support is not particularly limited, and the third complex and the support may be bound by a cross-linking agent, or depending on the tag included in the third complex. The third complex and the support may be combined, or the third complex and the support may be combined with a tag included in the support.

第3の複合体を支持体の1つである細胞の表面に結合させる方法としては、特に限定されない。例えば、第3の複合体の発現ベクターを細胞に導入し、第3の複合体を細胞内で発現させることによって、第3の複合体を細胞の表面に結合させてもよい。この場合、後述するタグの作用によって、第3の複合体を細胞の表面に結合させてもよいし、後述するタグの作用によらずに、第3の複合体を細胞の表面に結合させてもよい。   The method of binding the third complex to the surface of a cell that is one of the supports is not particularly limited. For example, the third complex may be bound to the surface of the cell by introducing an expression vector of the third complex into the cell and expressing the third complex in the cell. In this case, the third complex may be bound to the surface of the cell by the action of the tag described later, or the third complex may be bound to the surface of the cell without the action of the tag described later. Also good.

また、第3の複合体と細胞とを混合することによって、第3の複合体を細胞の表面に結合させてもよい。この場合、後述するタグの作用によって、第3の複合体を細胞の表面に結合させてもよいし、後述するタグの作用によらずに、第3の複合体を細胞の表面に結合させてもよい。   Alternatively, the third complex may be bound to the cell surface by mixing the third complex and the cell. In this case, the third complex may be bound to the surface of the cell by the action of the tag described later, or the third complex may be bound to the surface of the cell without the action of the tag described later. Also good.

後述する実施例に示すように、本発明者は、(i)第3の複合体は、構造的に安定であって、所望の細胞内で大量に発現し得ること、(ii)第3の複合体に対して人工的にタグ(具体的には、細胞膜に結合するタグ)を結合させた場合、タグが結合した第3の複合体は、構造的に不安定化すること無く、所望の細胞内で大量に発現し得ること、(iii)タグが結合した第3の複合体は、タグの作用によって細胞の表面に存在し、当該細胞の近傍に存在する別の細胞によって生産されるインスリンを検出し得ること、を見出した。それ故に、第3の複合体には、細胞膜に結合するためのタグが結合されていてもよい。   As shown in the examples described below, the present inventor confirmed that (i) the third complex is structurally stable and can be expressed in a large amount in a desired cell, (ii) the third complex When a tag (specifically, a tag that binds to a cell membrane) is artificially bound to the complex, the third complex to which the tag is bound is not destabilized structurally, (Iii) the third complex to which the tag is bound is present on the surface of the cell by the action of the tag, and is produced by another cell in the vicinity of the cell. It was found that it can be detected. Therefore, a tag for binding to the cell membrane may be bound to the third complex.

タグは、細胞膜に結合するものであればよく、具体的な構成は特に限定されない。タグは、ポリペプチドであることが好ましい。ポリペプチドのタグを用いれば、第3の複合体とタグとを1つのタンパク質(例えば、第1の複合体と、リンカーと、第2の複合体と、タグとの融合タンパク質)として構成することができる。そして、当該構成であれば、周知の方法にて当該融合タンパク質の発現ベクターを作製し、当該発現ベクターを所望の宿主に導入することによって、宿主の細胞膜に結合している融合タンパク質を容易に作製することができる。   The tag may be any tag that binds to the cell membrane, and the specific configuration is not particularly limited. The tag is preferably a polypeptide. If a polypeptide tag is used, the third complex and the tag are configured as one protein (for example, a fusion protein of the first complex, the linker, the second complex, and the tag). Can do. And if it is the said structure, the fusion protein couple | bonded with the cell membrane of a host is easily produced by producing the expression vector of the said fusion protein by a well-known method, and introduce | transducing the said expression vector into a desired host. can do.

タグの具体例としては、膜タンパク質(例えば、PDGF(platelet-derived growth factor)レセプター、β2 adrenergic receptor(β2AR)(例えば、John Holleran et al., Fluorogen-Activating Proteins as Biosensors of Cell-Surface Proteins in Living Cells, Journal of the International Society for Advancement of Cytometry, Cytometry PART A, Vol.77A, 776-782, 2010参照)、EGF(Epidermal growth factor)レセプター、インスリンレセプター、VGF(vascular endothelial cell growth factor)レセプター、FGF(fibroblast growth factor)レセプター、または、DDR(discodin domain receptor))の膜貫通領域を挙げることができる。   Specific examples of tags include membrane proteins (eg, PDGF (platelet-derived growth factor) receptor, β2 adrenergic receptor (β2AR) (eg, John Holleran et al., Fluorogen-Activating Proteins as Biosensors of Cell-Surface Proteins in Living). Cells, Journal of the International Society for Advancement of Cytometry, Cytometry PART A, Vol. 77A, 776-782, 2010), EGF (Epidermal growth factor) receptor, insulin receptor, VGF (vascular endothelial cell growth factor) receptor, FGF (Fibroblast growth factor) receptor or DDR (discodin domain receptor) transmembrane region.

第3の複合体内のタグが結合される箇所は、特に限定されない。ポリペプチドのタグを用いて第3の複合体とタグとを1つのタンパク質として構成する場合には、第3の複合体の構造をより安定化させるという観点から、第3の複合体のアミノ末端またはカルボキシル末端にタグを結合させることが好ましい。   The location where the tag in the third complex is bound is not particularly limited. In the case where the third complex and the tag are configured as one protein using a polypeptide tag, the amino terminus of the third complex is used from the viewpoint of further stabilizing the structure of the third complex. Alternatively, it is preferable to attach a tag to the carboxyl terminus.

〔1−5.蛍光検出工程〕
上記蛍光検出工程は、試料と、第1の複合体と、第2の複合体と、を含む溶液から、発光物質と蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって減少する光と発生する蛍光とを検出する工程である。
[1-5. (Fluorescence detection process)
In the fluorescence detection step, light that decreases due to light emission resonance energy transfer that occurs between the luminescent substance and the fluorescent substance from a solution containing the sample, the first complex, and the second complex, and generated fluorescence It is a process of detecting.

例えば、上記蛍光検出工程において蛍光が検出されれば(または、元来発光物質が有する発光能の減少と、蛍光の増強と、が検出されれば)、試料中にインスリンが含まれていると判定することができる。一方、上記蛍光検出工程において蛍光が検出されなければ(または、元来発光物質が有する発光能の減少と、蛍光の増強と、が検出されなければ)、試料中にインスリンが含まれていないと判定することができる。   For example, if fluorescence is detected in the above-described fluorescence detection step (or if a decrease in luminous ability inherent in the luminescent substance and an increase in fluorescence are detected), insulin is contained in the sample Can be determined. On the other hand, if no fluorescence is detected in the above-described fluorescence detection step (or if the decrease in luminous ability inherent in the luminescent substance and the enhancement of fluorescence are not detected), the sample contains no insulin Can be determined.

上記蛍光検出工程において検出される蛍光の波長は、特に限定されず、発光物質と蛍光物質との組み合わせに応じて、適宜設定することができる。   The wavelength of the fluorescence detected in the fluorescence detection step is not particularly limited, and can be set as appropriate according to the combination of the luminescent substance and the fluorescent substance.

上記蛍光検出工程において検出される蛍光の波長(ピーク波長:A(nm))は、発光物質が発する光の波長(ピーク波長:B(nm))から離れているほど好ましい。例えば、(A−B)の絶対値が、50以上であることが好ましく、60以上であることが更に好ましく、70以上であることが更に好ましく、80以上であることが最も好ましい。当該絶対値の上限は、特に限定されないが、例えば、蛍光検出装置の検出能力を考慮すれば、100であってもよいし、150であってもよい。上記構成であれば、検出される蛍光の強度、および、発光物質が発する光の強度の各々を正確に測定することができるので、より正確にインスリンを検出することができる。   The fluorescence wavelength (peak wavelength: A (nm)) detected in the fluorescence detection step is preferably as far as possible from the wavelength (peak wavelength: B (nm)) of the light emitted by the luminescent material. For example, the absolute value of (AB) is preferably 50 or more, more preferably 60 or more, further preferably 70 or more, and most preferably 80 or more. The upper limit of the absolute value is not particularly limited, but may be 100 or 150 in consideration of the detection capability of the fluorescence detection device, for example. If it is the said structure, since each of the intensity | strength of the fluorescence detected and the intensity | strength of the light which a luminescent substance emits can be measured correctly, insulin can be detected more correctly.

上記溶液中における、第1の複合体の濃度(M1)、および、第2の複合体の濃度(M2)は特に限定されないが、第1の複合体と第2の複合体とがリンカーによって互いに結合していない場合には、50≦M2/M1≦200が好ましく、100≦M2/M1≦200が更に好ましく、150≦M2/M1≦200が更に好ましい。上記構成であれば、溶液中に存在するインスリンの検出感度を上げることができるとともに、溶液中に存在するインスリンの量をより精度よく定量することができる。   The concentration of the first complex (M1) and the concentration of the second complex (M2) in the solution are not particularly limited, but the first complex and the second complex are mutually connected by the linker. When they are not bonded, 50 ≦ M2 / M1 ≦ 200 is preferable, 100 ≦ M2 / M1 ≦ 200 is more preferable, and 150 ≦ M2 / M1 ≦ 200 is more preferable. If it is the said structure, while being able to raise the detection sensitivity of the insulin which exists in a solution, the quantity of the insulin which exists in a solution can be quantified more accurately.

上記蛍光検出工程は、検出された蛍光のピーク波長における発光値から、試料中に含まれるインスリンの濃度を算出する、濃度算出工程を含んでいてもよい。更に具体的に上記蛍光検出工程は、検出された蛍光のピーク波長における発光値、および、予め作成された検量線から、試料中に含まれるインスリンの濃度を算出する、濃度算出工程を含んでいてもよい。以下に、濃度算出工程の一例を説明するが、本発明は、当該例に限定されない。   The fluorescence detection step may include a concentration calculation step of calculating the concentration of insulin contained in the sample from the emission value at the detected fluorescence peak wavelength. More specifically, the fluorescence detection step includes a concentration calculation step of calculating the concentration of insulin contained in the sample from the emission value at the peak wavelength of the detected fluorescence and a calibration curve prepared in advance. Also good. Hereinafter, an example of the concentration calculation step will be described, but the present invention is not limited to this example.

まず、蛍光検出工程に先立って、検量線を作成する。   First, a calibration curve is created prior to the fluorescence detection step.

具体的には、既知の濃度のインスリン、第1の複合体、および、第2の複合体を含む、インスリンの濃度が異なる複数種類のサンプル溶液を準備する。そして、各サンプル溶液について、発光物質と蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光のピーク波長における発光値と、発光物質が発する光のピーク波長における発光値と、を測定する。   Specifically, a plurality of types of sample solutions having different concentrations of insulin, including known concentrations of insulin, the first complex, and the second complex, are prepared. And about each sample solution, the light emission value in the peak wavelength of the fluorescence generate | occur | produced by the light emission resonance energy transfer which arises between a luminescent substance and a fluorescent substance, and the luminescence value in the peak wavelength of the light which a luminescent substance emits are measured.

次いで、下記計算式(1)にしたがって、各サンプル溶液について、BRET効率の指標であるBRET Unitを算出する;
[(発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光のピーク波長における発光値)−(発光物質が発する光のピーク波長における発光値)×Cf]/(発光物質が発する光のピーク波長における発光値) ・・・・・・計算式(1)
但し、Cfは、同じ実験条件下で、発光物質を含む第1の複合体、または、発光物質を含む第2の複合体のみを用いて得られた、(発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光のピーク波長における発光値)/(発光物質が発する光のピーク波長における発光値)の値である。
Next, according to the following calculation formula (1), BRET Unit, which is an index of BRET efficiency, is calculated for each sample solution;
[(Emission value at peak wavelength of fluorescence generated by emission resonance energy transfer) − (Emission value at peak wavelength of light emitted from luminescent substance) × Cf] / (Emission value at peak wavelength of light emitted from luminescent substance) .... Calculation formula (1)
However, Cf was obtained using only the first complex containing the luminescent substance or the second complex containing the luminescent substance under the same experimental conditions (the fluorescence generated by the luminescence resonance energy transfer). Emission value at peak wavelength) / (Emission value at peak wavelength of light emitted by the luminescent substance)

次いで、X−Y座標上で、既知のインスリン濃度をX軸に、算出されたBRET UnitをY軸にプロットすることによって、検量線を作成することができる。   A calibration curve can then be created on the XY coordinates by plotting the known insulin concentration on the X axis and the calculated BRET Unit on the Y axis.

上記蛍光検出工程では、未知の濃度のインスリンを含む試料と、第1の複合体と、第2の複合体と、を含む溶液から、発光物質と蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光を検出する。そして、当該検出データを上述した計算式(1)に代入することによって、BRET Unitを計算する。そして、当該BRET Unitの値を検量線に代入することによって、試料に含まれていたインスリンの濃度を決定することができる。   In the fluorescence detection step, luminescence resonance energy transfer occurs between a luminescent substance and a fluorescent substance from a solution containing a sample containing an unknown concentration of insulin, a first complex, and a second complex. The generated fluorescence is detected. Then, BRET Unit is calculated by substituting the detected data into the above-described calculation formula (1). Then, the concentration of insulin contained in the sample can be determined by substituting the value of the BRET Unit into the calibration curve.

〔2.インスリンの検出キット〕
本実施の形態のインスリンの検出キットは、インスリンレセプターのα−CTセグメントを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第1の複合体と、インスリンレセプターのL1ドメインを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第2の複合体と、を備えているものである。
[2. Insulin detection kit)
The insulin detection kit of the present embodiment is a first polypeptide comprising a luminescent substance or a fluorescent substance linked to a first polypeptide containing an α-CT segment of an insulin receptor and not containing a β subunit of the insulin receptor. And a second complex in which a luminescent substance or a fluorescent substance is linked to a second polypeptide that contains the L1 domain of the insulin receptor and does not contain the β subunit of the insulin receptor. It is what.

更に、本実施の形態のインスリンの検出キットは、上記発光物質および上記蛍光物質が、当該発光物質と当該蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって蛍光を発生させるものである。   Furthermore, in the insulin detection kit of the present embodiment, the luminescent substance and the fluorescent substance generate fluorescence by luminescence resonance energy transfer that occurs between the luminescent substance and the fluorescent substance.

更に、本実施の形態のインスリンの検出キットは、上記第1のポリペプチドに発光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに蛍光物質が連結されており、上記第1のポリペプチドに蛍光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに発光物質が連結されているものである。   Furthermore, in the insulin detection kit of the present embodiment, when a luminescent substance is linked to the first polypeptide, a fluorescent substance is linked to the second polypeptide, and the first polypeptide When a fluorescent substance is linked to the polypeptide, a luminescent substance is linked to the second polypeptide.

上記第1の複合体がポリペプチドである場合には、インスリンの検出キットに備えられている第1の複合体は、第1の複合体をコードするポリヌクレオチドが転写可能に挿入された発現ベクターの形態であってもよい。同様に、上記第2の複合体がポリペプチドである場合には、インスリンの検出キットに備えられている第2の複合体は、第2の複合体をコードするポリヌクレオチドが転写可能に挿入された発現ベクターの形態であってもよい。   In the case where the first complex is a polypeptide, the first complex provided in the insulin detection kit is an expression vector into which a polynucleotide encoding the first complex is inserted in a transcribable manner. It may be a form. Similarly, when the second complex is a polypeptide, the second complex provided in the insulin detection kit has a polynucleotide encoding the second complex inserted in a transcribable manner. It may be in the form of a different expression vector.

本実施の形態のインスリンの検出キットでは、上記第1の複合体、および、上記第2の複合体は、リンカーによって互いに結合して、第3の複合体を形成しているものであってもよい。   In the insulin detection kit of the present embodiment, the first complex and the second complex may be bonded to each other by a linker to form a third complex. Good.

上記第1の複合体、リンカー、および、第2の複合体がポリペプチドである場合(換言すれば、第3の複合体が、第1の複合体と、リンカーと、第2の複合体との融合タンパク質である場合)には、インスリンの検出キットには、第3の複合体をコードするポリヌクレオチドが転写可能に挿入された発現ベクターが備えられていてもよい。   When the first complex, the linker, and the second complex are polypeptides (in other words, the third complex includes the first complex, the linker, and the second complex) The insulin detection kit may be provided with an expression vector into which a polynucleotide encoding the third complex is inserted in a transcribable manner.

本実施の形態のインスリンの検出キットでは、第3の複合体が表面に結合している支持体(例えば、ガラス基板、ビーズ、ゲル、細胞、または、細胞外マトリクス)を備えていてもよい。   The insulin detection kit of the present embodiment may include a support (for example, a glass substrate, a bead, a gel, a cell, or an extracellular matrix) on which the third complex is bound to the surface.

上記第1の複合体、リンカー、第2の複合体、および、タグがポリペプチドである場合(換言すれば、第1の複合体と、リンカーと、第2の複合体と、タグとが、1つの融合タンパク質を形成している場合)には、インスリンの検出キットには、当該融合タンパク質をコードするポリヌクレオチドが転写可能に挿入された発現ベクターが備えられていてもよい。   When the first complex, the linker, the second complex, and the tag are polypeptides (in other words, the first complex, the linker, the second complex, and the tag are In the case of forming one fusion protein), the insulin detection kit may be provided with an expression vector into which a polynucleotide encoding the fusion protein is inserted so as to be transcribed.

上記第1の複合体、第2の複合体、リンカー、および、タグの詳細については既に説明したので、ここでは、その説明を省略する。   Since the details of the first complex, the second complex, the linker, and the tag have already been described, the description thereof is omitted here.

本実施例において、所望のポリペプチドを「Aポリペプチド−Bポリペプチド」と記載した場合、当該所望のポリペプチドでは、Bポリペプチドのアミノ末端に、Aポリペプチドが連結されていることを意図する。   In this example, when a desired polypeptide is described as “A polypeptide-B polypeptide”, it is intended that the A polypeptide is linked to the amino terminus of the B polypeptide in the desired polypeptide. To do.

<1.融合タンパク質の作製および精製>
まず、「Nluc−αCT」を発現させるためのプラスミド、および、「L1−YPet」を発現させるためのプラスミドを作製した。これらの発現プラスミドの作製方法について説明する。
<1. Production and purification of fusion protein>
First, a plasmid for expressing “Nluc-αCT” and a plasmid for expressing “L1-YPet” were prepared. A method for preparing these expression plasmids will be described.

本実施例のαCTとしては、配列番号1に示すDNA配列にてコードされ、かつ、配列番号2に示すアミノ酸配列を有するαCTを用いた。一方、本実施例のL1としては、配列番号3に示すDNA配列にてコードされ、かつ、配列番号4に示すアミノ酸配列を有するL1を用いた。   As αCT of this example, αCT encoded by the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 1 and having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 2 was used. On the other hand, as L1 in this example, L1 encoded by the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 3 and having the amino acid sequence shown in SEQ ID NO: 4 was used.

周知の方法にしたがって、Nluc(DNA配列:配列番号5、アミノ酸配列:配列番号6)の発現プラスミドであるpNL 1.1 [Nluc](Promega)を鋳型として用いたPCRによって、NlucをコードしているDNA配列を増幅し、当該DNA配列を、動物細胞用の発現プラスミド(pcDNA3.1/myc−His B(Life Technologies))内にクローニングした。   According to a known method, Nluc was encoded by PCR using pNL 1.1 [Nluc] (Promega), which is an expression plasmid of Nluc (DNA sequence: SEQ ID NO: 5, amino acid sequence: SEQ ID NO: 6) as a template. The DNA sequence was amplified and cloned into an expression plasmid for animal cells (pcDNA3.1 / myc-His B (Life Technologies)).

次いで、当該動物細胞用の発現プラスミド内にクローニングされたNlucをコードしているDNA配列の3’末端側に、配列番号1に示すDNA配列をインフレームにて挿入し、融合タンパク質である「Nluc−αCT」を発現するためのプラスミドを作製した。なお、当該プラスミドによって発現される「Nluc−αCT」は、細胞外分泌シグナル(DNA配列:配列番号9、アミノ酸配列:配列番号10)と、精製を容易にするためのHis tag(DNA配列:配列番号11、アミノ酸配列:配列番号12)と、が連結された状態になっている。上記細胞外分泌シグナルの大部分は、融合タンパク質である「Nluc−αCT」の精製過程で分解および除去される。   Next, the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 1 was inserted in frame at the 3 ′ end of the DNA sequence encoding Nluc cloned in the expression plasmid for animal cells, and the fusion protein “Nluc” A plasmid for expressing “-αCT” was prepared. Note that “Nluc-αCT” expressed by the plasmid includes an extracellular secretion signal (DNA sequence: SEQ ID NO: 9, amino acid sequence: SEQ ID NO: 10), and His tag (DNA sequence: SEQ ID NO :) for easy purification. 11, amino acid sequence: SEQ ID NO: 12) are linked. Most of the extracellular secretion signal is degraded and removed during the purification process of the fusion protein “Nluc-αCT”.

また、周知の方法にしたがって、YPet(DNA配列:配列番号7、アミノ酸配列:配列番号8)の発現プラスミドであるuntargeted Aurora B FRET sensor Kif2 substrate(Addgene plasmid 45215)を鋳型として用いたPCRによって、YPetをコードしているDNA配列を増幅し、当該DNA配列を、動物細胞用の発現プラスミド(pcDNA3.1/myc−His B(Life Technologies))内にクローニングした。   Further, according to a known method, YPet is obtained by PCR using an untargeted Aurora B FRET sensor Kif2 substrate (Addgene plasmid 45215), which is an expression plasmid of YPet (DNA sequence: SEQ ID NO: 7, amino acid sequence: SEQ ID NO: 8) as a template. The DNA sequence encoding was amplified and cloned into an expression plasmid for animal cells (pcDNA3.1 / myc-His B (Life Technologies)).

次いで、当該動物細胞用の発現プラスミド内にクローニングされたYPetをコードしているDNA配列の5’末端側に、配列番号3に示すDNA配列をインフレームにて挿入し、融合タンパク質である「L1−YPet」を発現するためのプラスミドを作製した。なお、当該プラスミドによって発現される「L1−YPet」は、細胞外分泌シグナル(DNA配列:配列番号9、アミノ酸配列:配列番号10)と、精製を容易にするためのHis tag(DNA配列:配列番号11、アミノ酸配列:配列番号12)と、が連結された状態になっている。上記細胞外分泌シグナルの大部分は、融合タンパク質である「Nluc−αCT」の精製過程で分解および除去される。   Next, the DNA sequence shown in SEQ ID NO: 3 was inserted in frame to the 5 ′ end of the DNA sequence encoding YPet cloned into the expression plasmid for animal cells, and the fusion protein “L1 A plasmid for expressing “-Pet” was prepared. Note that “L1-YPet” expressed by the plasmid includes an extracellular secretion signal (DNA sequence: SEQ ID NO: 9, amino acid sequence: SEQ ID NO: 10) and His tag (DNA sequence: SEQ ID NO :) for easy purification. 11, amino acid sequence: SEQ ID NO: 12) are linked. Most of the extracellular secretion signal is degraded and removed during the purification process of the fusion protein “Nluc-αCT”.

次いで、上述したプラスミド、および、Expi293 Expression System(Life Technologies)を用いて、「Nluc−αCT」および「L1−YPet」を発現させた。各タンパク質は、分泌シグナルによって培養に用いている培地中へ放出されると共に、分泌シグナル部分は、切断される。   Next, “Nluc-αCT” and “L1-YPet” were expressed using the above-described plasmid and Expi293 Expression System (Life Technologies). Each protein is released into the medium used for culture by a secretion signal, and the secretion signal portion is cleaved.

まず、マニュアルに従い、30mLの培地を用いて培養中のExpi293細胞(7.5×10cells)を、各プラスミドを用いてトランスフェクションした。 First, according to the manual, Exp293 cells (7.5 × 10 7 cells) in culture using 30 mL of a medium were transfected with each plasmid.

トランスフェクションしてから7日後に、培養液の上清を回収した。上清をヒスチジンタグ(His−tag)アフィニティークロマトグラフィー用のバッファー(20mM sodium phosphate、500mM sodium chloride、5mM imidazole、pH7.4)に対して透析した後、透析後の上清を、His-Trap EF column(GE healthcare)に供し、透析後の上清に含まれている目的のタンパク質(具体的には、「Nluc−αCT」および「L1−YPet」)をHis-Trap EF columnに吸着させた。その後、イミダゾール濃度勾配法によって、His-Trap FF columnから目的タンパク質を溶出させた。   Seven days after the transfection, the culture supernatant was collected. The supernatant was dialyzed against a buffer for histidine tag (His-tag) affinity chromatography (20 mM sodium phosphate, 500 mM sodium chloride, 5 mM imidazole, pH 7.4), and then the supernatant after dialysis was treated with His-Trap EF. The target protein (specifically, “Nluc-αCT” and “L1-YPet”) contained in the supernatant after dialysis was adsorbed to a His-Trap EF column. Thereafter, the target protein was eluted from the His-Trap FF column by the imidazole concentration gradient method.

得られた溶出液をTris-HCl buffer(25mM Tris−HCl、137mM sodium chloride、pH8.0)、または、KREBS-Ringer buffer(Sigma-Aldrich)に対して透析した。   The obtained eluate was dialyzed against Tris-HCl buffer (25 mM Tris-HCl, 137 mM sodium chloride, pH 8.0) or KREBS-Ringer buffer (Sigma-Aldrich).

透析後の溶出液中に含まれるタンパク質の濃度をMicro BCA Kit(Thermo Scientific)を用いて決定した後、200ngのタンパク質に相当する透析後の溶出液(1レーンあたり)を、12%のポリアクリルアミドゲルを用いたSDS−PAGEに供し、溶出液中に含まれる目的タンパク質の純度を確認した。   After determining the concentration of the protein contained in the eluate after dialysis using Micro BCA Kit (Thermo Scientific), the eluate after dialysis (per lane) corresponding to 200 ng of protein was treated with 12% polyacrylamide. The sample was subjected to SDS-PAGE using a gel, and the purity of the target protein contained in the eluate was confirmed.

図1は、SDS−PAGE後のポリアクリルアミドゲルをQuick-CBB PLUS(Wako)を用いて染めた結果を示す写真である。図1に示すように、「Nluc−αCT」および「L1−YPet」を純度高く精製することができた。   FIG. 1 is a photograph showing the result of dyeing a polyacrylamide gel after SDS-PAGE using Quick-CBB PLUS (Wako). As shown in FIG. 1, “Nluc-αCT” and “L1-YPet” could be purified with high purity.

なお、上記と同様の方法にしたがって「αCT−Nluc」および「YPet−L1」を作製したが、取得できた「Nluc−αCT」および「L1−YPet」の量と比較して、取得できた「αCT−Nluc」および「YPet−L1」の量は、少なかった(図示せず)。   In addition, “αCT-Nluc” and “YPet-L1” were prepared according to the same method as described above, but the obtained “Nluc-αCT” and “L1-YPet” could be obtained in comparison with the obtained amounts. The amounts of “αCT-Nluc” and “YPet-L1” were small (not shown).

<2.第1の複合体の濃度、および、第2の複合体の濃度に関する検討>
KREBS-Ringer Buffer中で、「Nluc−αCT」(最終濃度0.5μM)、「L1−YPet」(最終濃度0μM、0.5μM、1μM、5μM、10μM、30μM、50μM、50μM、100μM、または、150μM)、インスリン(Life Technologies、最終濃度10μM)を、合計100μLとなるように混合し、25℃にて30分間静置した。
<2. Study on Concentration of First Complex and Concentration of Second Complex>
In KREBS-Ringer Buffer, “Nluc-αCT” (final concentration 0.5 μM), “L1-YPet” (final concentrations 0 μM, 0.5 μM, 1 μM, 5 μM, 10 μM, 30 μM, 50 μM, 50 μM, 100 μM, or 150 μM) and insulin (Life Technologies, final concentration 10 μM) were mixed to a total of 100 μL and allowed to stand at 25 ° C. for 30 minutes.

その後、上述した混合液に1μLのNano-Glo Luciferase Assay Substrateを加え、直ちに、波長445nmにおける発光値と、波長528nmにおける発光値とをマイクロプレートリーダー(Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan)にて測定した。   Thereafter, 1 μL of Nano-Glo Luciferase Assay Substrate is added to the above-mentioned mixed solution, and immediately, the emission value at a wavelength of 445 nm and the emission value at a wavelength of 528 nm are measured with a microplate reader (Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan). ).

BRET効率の指標であるBRET Unitは、測定した発光値に基づいて、以下の計算式(2)を用いて算出した。   BRET Unit, which is an index of BRET efficiency, was calculated using the following calculation formula (2) based on the measured luminescence value.

[(波長528nmにおける発光値)−(波長445nmにおける発光値)×Cf]/(波長445nmにおける発光値) ・・・・・・計算式(2)
但し、Cfは、同じ実験条件下で「Nluc−αCT」のみを用いて得られた(波長528nmにおける発光値)/(波長445nmにおける発光値)の値である。
[(Emission value at a wavelength of 528 nm) − (Emission value at a wavelength of 445 nm) × Cf] / (Emission value at a wavelength of 445 nm)... (2)
However, Cf is a value of (emission value at a wavelength of 528 nm) / (emission value at a wavelength of 445 nm) obtained using only “Nluc-αCT” under the same experimental conditions.

図2に、試験結果を示す。溶液中に存在するインスリンの検出感度を上げるとともに、溶液中に存在するインスリンの量をより精度よく定量するという観点から、「Nluc−αCT」の濃度をM1、「L1−YPet」をM2としたとき、50≦M2/M1≦200が好ましく、100≦M2/M1≦200が更に好ましく、150≦M2/M1≦200が更に好ましく、M2/M1=200が最も好ましいことが明らかになった。   FIG. 2 shows the test results. From the viewpoint of increasing the detection sensitivity of insulin present in the solution and quantifying the amount of insulin present in the solution more accurately, the concentration of “Nluc-αCT” is M1, and “L1-YPet” is M2. It was found that 50 ≦ M2 / M1 ≦ 200 is preferable, 100 ≦ M2 / M1 ≦ 200 is more preferable, 150 ≦ M2 / M1 ≦ 200 is further preferable, and M2 / M1 = 200 is most preferable.

<3.インスリンの定量>
KREBS-Ringer Buffer中で「Nluc−αCT」(最終濃度0.5μM)、「L1−YPet」(最終濃度100μM)、インスリン(Life Technologies、様々な最終濃度)を、合計100μLとなるように混合し、25℃にて30分間静置した。
<3. Determination of insulin>
In KREBS-Ringer Buffer, mix “Nluc-αCT” (final concentration 0.5 μM), “L1-YPet” (final concentration 100 μM), and insulin (Life Technologies, various final concentrations) to a total of 100 μL. And left at 25 ° C. for 30 minutes.

その後、上述した混合液に1μLのNano-Glo Luciferase Assay Substrate(Promega)を加え、直ちに、波長445nmにおける発光値と、波長528nmにおける発光値とをマイクロプレートリーダー(Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan)にて測定した。   Thereafter, 1 μL of Nano-Glo Luciferase Assay Substrate (Promega) was added to the above-mentioned mixed solution, and immediately, the emission value at a wavelength of 445 nm and the emission value at a wavelength of 528 nm were measured with a microplate reader (Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan).

BRET効率の指標であるBRET Unitは、測定した発光値に基づいて、上述した計算式(2)を用いて算出した。   BRET Unit, which is an index of BRET efficiency, was calculated using the above-described calculation formula (2) based on the measured luminescence value.

図3に試験結果を示す。図3に示すように、本発明であれば、インスリンを精度よく定量できることが明らかになった。   FIG. 3 shows the test results. As shown in FIG. 3, it became clear that insulin can be accurately quantified according to the present invention.

例えば、インスリンの濃度が不明であるサンプルの実測値に基づいてBRET効率を算出すれば、当該BRET効率の値を図3に例示する検量線に当てはめれば、当該サンプルに含まれるインスリンの濃度を決定することができる。   For example, if the BRET efficiency is calculated based on an actual measurement value of a sample whose insulin concentration is unknown, and if the BRET efficiency value is applied to the calibration curve illustrated in FIG. Can be determined.

また、本試験におけるインスリンの検出限界濃度は、800nMであった。   In addition, the detection limit concentration of insulin in this test was 800 nM.

<4.生体から分泌されるインスリンの検出>
マウスインスリノーマMIN6細胞(非特許文献3および4など参照)を、10%(v/v)のHeat-inactivated fetal bovine serum(Thermo Scientific)、0.1mMの2−メルカプトエタノール(Wako, Osaka, Japan)、100units/mLのペニシリン(Life Technologies)、および、100μg/mLのストレプトマイシン(Life Technologies)を含むdulbecco’s modified eagle’s medium(Life Technologies)中にて、5%CO、37℃の条件下で培養した。
<4. Detection of insulin secreted from the living body>
Mouse insulinoma MIN6 cells (see Non-Patent Documents 3 and 4, etc.) were treated with 10% (v / v) Heat-inactivated fetal bovine serum (Thermo Scientific), 0.1 mM 2-mercaptoethanol (Wako, Osaka, Japan). The cells were cultured in dulbecco's modified eagle's medium (Life Technologies) containing 100 units / mL penicillin (Life Technologies) and 100 μg / mL streptomycin (Life Technologies) under conditions of 5% CO 2 and 37 ° C.

平面培養中の1×10cellsのMIN6細胞をトリプシン処理によって回収した後、当該MIN6細胞をKREBS-Ringer Bufferを用いて洗浄した。KREBS-Ringer Buffer中に懸濁された洗浄後のMIN6細胞と、「Nluc−αCT」(最終濃度0.5μM)および「L1−YPet」(最終濃度100μM)と、を混合した。 After collecting 1 × 10 7 cells of MIN6 cells in flat culture by trypsin treatment, the MIN6 cells were washed with KREBS-Ringer Buffer. MIN6 cells after washing suspended in KREBS-Ringer Buffer were mixed with “Nluc-αCT” (final concentration 0.5 μM) and “L1-YPet” (final concentration 100 μM).

上述した混合液に対して、Nano-Glo Luciferase Assay Substrate(Promega)を2.5μL加えた後、更に、当該混合液に、(i)グルコース(最終濃度0mM、3mM、5mM、8mM、10mM、15mM、または、25mM)を含むKREBS-Ringer Buffer、(ii)tolbutamide(最終濃度3μM)を含むKREBS-Ringer Buffer、または、(iii)diazoxide(最終濃度10μM)とグルコース(最終濃度25mM)とを含むKREBS-Ringer Buffer、を全量が50μLになるように混合した。なお、「tolbutamide」は、インスリンの分泌を促進する試薬であり、「diazoxide」は、インスリンの分泌を抑制する試薬である。   After adding 2.5 μL of Nano-Glo Luciferase Assay Substrate (Promega) to the above mixture, (i) glucose (final concentrations 0 mM, 3 mM, 5 mM, 8 mM, 10 mM, 15 mM) was added to the mixture. Or KREBS-Ringer Buffer containing 25 mM), (ii) KREBS-Ringer Buffer containing tolbutamide (final concentration 3 μM), or (iii) KREBS containing diazoxide (final concentration 10 μM) and glucose (final concentration 25 mM) -Ringer Buffer was mixed to a total volume of 50 μL. “Tolbutamide” is a reagent that promotes insulin secretion, and “diazoxide” is a reagent that suppresses insulin secretion.

その後、直ちに、波長445nmにおける発光値と、波長528nmにおける発光値とを、マイクロプレートリーダー(Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan)にて10秒毎に測定した。   Immediately thereafter, an emission value at a wavelength of 445 nm and an emission value at a wavelength of 528 nm were measured every 10 seconds with a microplate reader (Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan).

BRET効率の指標であるBRET Unitは、測定した発光値に基づいて、上述した計算式(2)を用いて算出した。   BRET Unit, which is an index of BRET efficiency, was calculated using the above-described calculation formula (2) based on the measured luminescence value.

図4に試験結果を示す。図4に示すように、本発明であれば、生体によって分泌されるインスリンであっても検出できることが明らかになった。   FIG. 4 shows the test results. As shown in FIG. 4, it was clarified that the present invention can detect even insulin secreted by a living body.

<5.様々な発光物質、および、様々な蛍光物質を用いた試験>
非特許文献1(John G. Menting et al., “How insulin engages its primary binding site on the insulin receptor” Nature, 10 January 2013, Vol.493, 241)に基づいて、インスリンレセプターにインスリンが結合したときのα−CTセグメントとL1ドメインとの距離を、5nmと予測した。
<5. Tests using various luminescent materials and various fluorescent materials>
Based on Non-Patent Document 1 (John G. Menting et al., “How insulin engages its primary binding site on the insulin receptor” Nature, 10 January 2013, Vol.493, 241) The distance between the α-CT segment and the L1 domain was predicted to be 5 nm.

上述した5nmの距離は、リンカー(アミノ酸配列:GGGGSGGGGSGGGGS(配列番号13))によって再現することができる。そして、当該リンカーを介して発光物質と蛍光物質とを直接連結させれば、本発明の第1の複合体および第2の複合体がインスリンを介して複合体を形成した時の、当該複合体内における発光物質および蛍光物質の状態を再現することができる。   The above-mentioned distance of 5 nm can be reproduced by a linker (amino acid sequence: GGGGSGGGGSGGGGS (SEQ ID NO: 13)). Then, if the luminescent substance and the fluorescent substance are directly linked via the linker, the complex when the first complex and the second complex of the present invention form a complex via insulin. The state of the luminescent substance and the fluorescent substance in can be reproduced.

そこで、上記リンカーを介して様々な発光物質と様々な蛍光物質とを直接連結した時に、発光共鳴エネルギー転移によって蛍光が発生するか否かを検討した。以下に、具体的な試験方法および試験結果について説明する。   Thus, whether or not fluorescence is generated by luminescence resonance energy transfer when various luminescent materials and various fluorescent materials are directly connected via the linker was examined. Specific test methods and test results will be described below.

本実施例では、発光物質として発光タンパク質(具体的には、Nluc)を用い、蛍光物質として蛍光タンパク質(具体的には、EYFP、Venus、Ypet)を用いた。   In this example, a luminescent protein (specifically, Nluc) was used as the luminescent substance, and a fluorescent protein (specifically, EYFP, Venus, Ypet) was used as the fluorescent substance.

まず、周知の方法にしたがって、6種類の融合タンパク質(具体的には、「Nluc−(GGGGS)−EYFP」、「Nluc−(GGGGS)−Venus」、「Nluc−(GGGGS)−YPet」、「EYFP−(GGGGS)−Nluc」、「Venus−(GGGGS)−Nluc」、「YPet−(GGGGS)−Nluc」)の各々を発現するための発現ベクターを作製した。 First, according to methods well known in the six fusion proteins (specifically, "Nluc- (GGGGS) 3 -EYFP", "Nluc- (GGGGS) 3 -Venus", "Nluc- (GGGGS) 3 -YPet "," EYFP- (GGGGS) 3 -Nluc "," Venus- (GGGGS) 3 -Nluc "to prepare an expression vector for expressing each of the" YPet- (GGGGS) 3 -Nluc ").

CHO−K1細胞を、10%(v/v)のHeat‐inactivated fetal bovine serum(Thermo Scientific)、100units/mLのペニシリン(Life Technologies)、および、100μg/mLのストレプトマイシン(Life Technologies)を含むHam’s F12 Nutrient Mixture(Life Technologies)中にて、5%CO、37℃の条件下で培養した。 CHO-K1 cells were treated with Ham's F12 containing 10% (v / v) Heat-inactivated fetal bovine serum (Thermo Scientific), 100 units / mL penicillin (Life Technologies), and 100 μg / mL streptomycin (Life Technologies). The cells were cultured in Nutrient Mixture (Life Technologies) under the conditions of 5% CO 2 and 37 ° C.

1×10cellsのCHO−K1細胞を3.5cm Dishへ播種し、翌日、Lipofectamin LTX(Life Technologies)を用いて、2.5μgの各発現ベクターを、CHO−K1細胞へトランスフェクションした。 1 × 10 6 cells of CHO-K1 cells were seeded in a 3.5 cm dish, and the next day, 2.5 μg of each expression vector was transfected into CHO-K1 cells using Lipofectamin LTX (Life Technologies).

トランスフェクション操作の48時間後に、CHO−K1細胞を破砕し、発光測定を行った。具体的には、Nano-Glo Luciferase Assay Buffer(Promega)をPBSで2倍希釈したものを、CHO−K1細胞を破砕するための溶解液とした。トランスフェクションを行ったCHO−K1細胞をPBSで2回洗浄した後、上清液を捨て、CHO−K1細胞のペレットを作製した。当該ペレットに上記溶解液を200μL添加し、よく懸濁したものを細胞溶解液として回収した。96wellプレートへ細胞溶解液を100μL添加し、当該細胞溶解液へNano-Glo Luciferase Assay Substrate(Promega)を5μL混合した後、直ちにマイクロプレートリーダー (Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan)を用いて、400nmから600nmの発光スペクトルを測定した。   48 hours after the transfection operation, CHO-K1 cells were disrupted and luminescence was measured. Specifically, Nano-Glo Luciferase Assay Buffer (Promega) diluted twice with PBS was used as a lysis solution for disrupting CHO-K1 cells. The transfected CHO-K1 cells were washed twice with PBS, and then the supernatant was discarded to prepare a CHO-K1 cell pellet. 200 μL of the lysis solution was added to the pellet, and the well-suspended solution was collected as a cell lysis solution. Add 100 μL of cell lysate to a 96-well plate, mix 5 μL of Nano-Glo Luciferase Assay Substrate (Promega) with the cell lysate, and immediately insert a microplate reader (Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan). The emission spectrum from 400 nm to 600 nm was measured.

図5〜図7に、試験結果を示す。図5〜図7に示すデータは、実際に測定された発光値のデータを、発光物質が発する光の発光値(波長445nmにおける発光値)で標準化したデータである。更に具体的に、図5〜図7に示すデータにおいて、波長445nm近傍の発光値は、発光物質が発する光の発光値であり、波長528nm近傍の発光値は、発光物質と蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の発光値である。   The test results are shown in FIGS. The data shown in FIG. 5 to FIG. 7 are data obtained by standardizing data of actually measured luminescence values by the luminescence value of light emitted from the luminescent material (luminescence value at a wavelength of 445 nm). More specifically, in the data shown in FIGS. 5 to 7, the light emission value near the wavelength 445 nm is the light emission value of the light emitted from the light emitting material, and the light emission value near the wavelength 528 nm is between the light emitting material and the fluorescent material. Is the emission value of the fluorescence generated by the emission resonance energy transfer that occurs in

図5〜図7から明らかなように、本発明に用いられる発光物質および蛍光物質の具体的な構成は限定されないことが明らかになった。更に、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の発光量を大きくするという観点、および、発光物質が発する光の波長と発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の波長との差を大きくして、より良く蛍光を測定するという観点、からは、発光物質がNlucであり蛍光物質がVenusである組み合わせが好ましく、発光物質がNlucであり蛍光物質がYPetである組み合わせが更に好ましいことが明らかになった。   As apparent from FIGS. 5 to 7, it has been clarified that the specific configurations of the light emitting substance and the fluorescent substance used in the present invention are not limited. Furthermore, from the viewpoint of increasing the amount of fluorescence emitted by the emission resonance energy transfer, and by increasing the difference between the wavelength of the light emitted by the luminescent material and the wavelength of the fluorescence generated by the emission resonance energy transfer, the fluorescence can be improved. From the viewpoint of measuring the light emission, it has become clear that a combination in which the luminescent substance is Nluc and the fluorescent substance is Venus is preferable, and a combination in which the luminescent substance is Nluc and the fluorescent substance is YPet is more preferable.

また、発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光の発光量を大きくするという観点から、第1の複合体は、第1のポリペプチドのアミノ末端に発光物質または蛍光物質が連結されたものであることが好ましく、第2の複合体は、第2のポリペプチドのカルボキシル末端に発光物質または蛍光物質が連結されたものであることが好ましいことが明らかになった。   In addition, from the viewpoint of increasing the amount of fluorescence emitted by luminescence resonance energy transfer, the first complex may be one in which a luminescent substance or a fluorescent substance is linked to the amino terminus of the first polypeptide. It has been found that the second complex is preferably one in which a luminescent substance or a fluorescent substance is linked to the carboxyl terminus of the second polypeptide.

<6.第1の複合体と第2の複合体とを連結させるリンカーに関する試験>
<6−1.融合タンパク質の作製>
まず、第1の複合体と第2の複合体とが、様々なリンカー(具体的には、AS(SAGG)6SAGSGGLE(アミノ酸配列:配列番号14)、または、AS(GGGGS)LE(アミノ酸配列:配列番号25))を介して連結されているポリペプチドを発現するためのプラスミドを作製した。
<6. Test on Linker Linking First Complex and Second Complex>
<6-1. Production of fusion protein>
First, the first complex and the second complex are converted into various linkers (specifically, AS (SAGG) 6 SAGSGGLE (amino acid sequence: SEQ ID NO: 14) or AS (GGGGS) 3 LE (amino acid). A plasmid for expressing the polypeptide linked via the sequence: SEQ ID NO: 25)) was prepared.

具体的には、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」(アミノ酸配列:配列番号15、DNA配列:配列番号16)を発現するためのプラスミド、「Nluc−L1−AS(SAGG)SAGSGGLE−αCT−YPet」(アミノ酸配列:配列番号17、DNA配列:配列番号18)を発現するためのプラスミド、「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」(アミノ酸配列:配列番号19、DNA配列:配列番号20)を発現するためのプラスミド、および、「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」(アミノ酸配列:配列番号21、DNA配列:配列番号22)を発現するためのプラスミドを作製した。 Specifically, a plasmid for expressing “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet” (amino acid sequence: SEQ ID NO: 15, DNA sequence: SEQ ID NO: 16), “Nluc-L1-AS ( “SAGG) 6 SAGSGGLE-αCT-YPet” (amino acid sequence: SEQ ID NO: 17, DNA sequence: SEQ ID NO: 18), “Nluc-αCT-AS (GGGGS) 3 LE-L1-YPet” (amino acid sequence) : SEQ ID NO: 19, DNA sequence: SEQ ID NO: 20), and "Nluc-L1-AS (GGGGS) 3 LE-αCT-YPet" (amino acid sequence: SEQ ID NO: 21, DNA sequence: SEQ ID NO: A plasmid for expressing 22) was prepared.

なお、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」、「Nluc−L1−AS(SAGG)SAGSGGLE−αCT−YPet」、「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」、および、「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」の各々のアミノ末端には、細胞外分泌シグナルが連結され、カルボキシル末端には、Myc tagおよびHis tagが連結されている。 “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet”, “Nluc-L1-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-αCT-YPet”, “Nluc-αCT-AS (GGGGS) 3 LE-L1- YPet ”and“ Nluc-L1-AS (GGGGGS) 3 LE-αCT-YPet ”have an extracellular secretion signal linked to the amino terminus and Myc tag and His tag linked to the carboxyl terminus. Yes.

プラスミド作製方法は、基本的に、上述した<1.融合タンパク質の作製および精製>に記載の方法と、周知の方法と、にしたがった。また、上述した<1.融合タンパク質の作製および精製>に記載の方法にしたがって、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」、および、「Nluc−L1−AS(SAGG)SAGSGGLE−αCT−YPet」を作製および精製した。また、上述した<1.融合タンパク質の作製および精製>に記載の方法にしたがって、「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」、および、「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」を作製し、これらについては精製を行わなかった。 The plasmid preparation method is basically the same as that described in <1. Production of the fusion protein and purification> The method described in the above and the well-known method were followed. In addition, <1. Preparation and Purification of Fusion Protein> According to the method described in “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet” and “Nluc-L1-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-αCT-YPet” Made and purified. In addition, <1. According to the method described in <Production and purification of fusion protein>, “Nluc-αCT-AS (GGGGS) 3 LE-L1-YPet” and “Nluc-L1-AS (GGGGGS) 3 LE-αCT-YPet” These were made and were not purified.

上述したタンパク質を、12%のポリアクリルアミドゲルを用いたSDS−PAGEに供し、タンパク質の純度を確認した。   The protein described above was subjected to SDS-PAGE using 12% polyacrylamide gel, and the purity of the protein was confirmed.

図9は、SDS−PAGE後のポリアクリルアミドゲルをQuick-CBB PLUS(Wako)を用いて染めた結果の一部を示す写真である。更に具体的に、図9(a)は、精製前の「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」(図9(a)のレーン1)、および、「Nluc−L1−AS(SAGG)SAGSGGLE−αCT−YPet」(図9(a)のレーン2)の試験結果を示し、図9(b)は、精製後の「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」(図9(b)のレーン3)、および、「Nluc−L1−AS(SAGG)SAGSGGLE−αCT−YPet」(図9(b)のレーン4)の試験結果を示している。 FIG. 9 is a photograph showing a part of the result of dyeing a polyacrylamide gel after SDS-PAGE using Quick-CBB PLUS (Wako). More specifically, FIG. 9A shows “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet” (lane 1 in FIG. 9A) and “Nluc-L1-AS” before purification. (SAGG) 6 SAGSGGLE-αCT-YPet ”(lane 2 in FIG. 9A) shows the test results, and FIG. 9B shows“ Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1- after purification. The test results of “YPet” (lane 3 in FIG. 9B) and “Nluc-L1-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-αCT-YPet” (lane 4 in FIG. 9B) are shown.

本試試験では「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」、および、「Nluc−L1−AS(SAGG)SAGSGGLE−αCT−YPet」の各々を純度高く精製することができた。 In this test, each of “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet” and “Nluc-L1-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-αCT-YPet” could be purified with high purity. .

<6−2.インスリンの定量>
「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」、「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」、および、「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」の各々を用いて、インスリンを定量した。以下に、試験方法および試験結果を説明する。
<6-2. Determination of insulin>
“Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet”, “Nluc-αCT-AS (GGGGS) 3 LE-L1-YPet”, and “Nluc-L1-AS (GGGGS) 3 LE-αCT-” Each of “YPet” was used to quantify insulin. The test method and test results will be described below.

(i)「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」の試験方法
Tris-HCl buffer(Ph8.0)(+BSA)中で、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」(最終濃度50nM)、および、インスリン(Life Technologies、様々な最終濃度)を、合計100μLとなるように混合し、25℃にて20分間静置した。
(I) Test method of “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet”
“Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet” (final concentration 50 nM) and insulin (Life Technologies, various final concentrations) in Tris-HCl buffer (Ph8.0) (+ BSA) Were mixed to a total of 100 μL and allowed to stand at 25 ° C. for 20 minutes.

その後、上述した混合液に1μLのNano-Glo Luciferase Assay Substrate(Promega) を加えて混合し、直ちに、波長400nm〜600nmの発光スペクトル、または、波長445nmにおける発光値と波長528nmにおける発光値、をマイクロプレートリーダー(Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan)にて測定した。   Thereafter, 1 μL of Nano-Glo Luciferase Assay Substrate (Promega) is added to the above-mentioned mixed solution and mixed. Measurement was performed with a plate reader (Spectra-Max M5, Molecular Devices Japan, Tokyo, Japan).

(ii)「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」および「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」の試験方法
上述した<5.様々な発光物質、および、様々な蛍光物質を用いた試験>に記載の方法にしたがって試験を行い、400nmから600nmの発光スペクトルを測定した。
(Ii) Test method for “Nluc-αCT-AS (GGGGGS) 3 LE-L1-YPet” and “Nluc-L1-AS (GGGGS) 3 LE-αCT-YPet” <5. The test was performed according to the method described in the> Tests Using Various Luminescent Substances and Various Fluorescent Substances>, and emission spectra from 400 nm to 600 nm were measured.

BRET効率の指標であるBRET Unitは、測定した発光値に基づいて、以下の計算式(3)を用いて算出した。   BRET Unit, which is an index of BRET efficiency, was calculated using the following calculation formula (3) based on the measured luminescence value.

[(波長528nmにおける発光値)−(波長445nmにおける発光値)×Cf]/(波長445nmにおける発光値) ・・・・・・計算式(3)
但し、Cfは、同じ実験条件下で「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」のみを用いて得られた(波長528nmにおける発光値)/(波長445nmにおける発光値)の値である。
[(Emission value at a wavelength of 528 nm) − (Emission value at a wavelength of 445 nm) × Cf] / (Emission value at a wavelength of 445 nm)... (3)
However, Cf was a value obtained by using only “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet” under the same experimental conditions (emission value at a wavelength of 528 nm) / (emission value at a wavelength of 445 nm). It is.

図10および11に、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」の試験結果を示す。図10に示すように、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」であれば、インスリンの濃度に依存して、波長445nmにおける発光値に対する波長528nmにおける発光値が上がること、換言すれば、インスリンを精度よく定量できることが明らかになった。また、図11に示すように、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」を用いた場合のインスリン検出限界濃度は、50nMであった。一方、<3.インスリンの定量>の欄にて既に説明したように、第1の複合体と第2の複合体とをリンカーで連結しない場合のインスリン検出限界濃度は、800nMであった。つまり、第1の複合体と第2の複合体とをリンカーで連結した場合は、第1の複合体と第2の複合体とをリンカーで連結しない場合と比較して、インスリンの検出感度が飛躍的に向上することが明らかになった。 10 and 11 show the test results of “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet”. As shown in FIG. 10, if “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet”, depending on the concentration of insulin, the emission value at a wavelength of 528 nm increases with respect to the emission value at a wavelength of 445 nm, In other words, it has become clear that insulin can be accurately quantified. Moreover, as shown in FIG. 11, the insulin detection limit concentration when “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet” was used was 50 nM. On the other hand, <3. As already described in the column “quantification of insulin>, the insulin detection limit concentration in the case where the first complex and the second complex are not linked by a linker was 800 nM. That is, when the first complex and the second complex are linked by a linker, the sensitivity of insulin detection is higher than when the first complex and the second complex are not linked by a linker. It became clear that it improved dramatically.

図12に、「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」の試験結果を示す。図12に示すように、「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」であれば、インスリンの存在に依存して、波長445nmにおける発光値に対する波長528nmにおける発光値が上がることが明らかになった。また、「Nluc−αCT−AS(GGGGS)LE−L1−YPet」の場合には、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」の場合と比較して、同じインスリン濃度における発光値の値が低いこと(換言すれば、インスリンの検出感度が低いこと)が明らかになった。 FIG. 12 shows the test results of “Nluc-αCT-AS (GGGGS) 3 LE-L1-YPet”. As shown in FIG. 12, with “Nluc-αCT-AS (GGGGS) 3 LE-L1-YPet”, the emission value at a wavelength of 528 nm may increase with respect to the emission value at a wavelength of 445 nm depending on the presence of insulin. It was revealed. Moreover, in the case of “Nluc-αCT-AS (GGGGS) 3 LE-L1-YPet”, compared with the case of “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet”, the same insulin concentration It became clear that the value of the luminescence value was low (in other words, the detection sensitivity of insulin was low).

図13に、「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」の試験結果を示す。図13に示すように、「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」の場合には、インスリンが高濃度存在しても、発光値が上がらないことが明らかになった。なお、「Nluc−L1−AS(SAGG)SAGSGGLE−αCT−YPet」の場合も、「Nluc−L1−AS(GGGGS)LE−αCT−YPet」と同様に、インスリンが高濃度存在しても、発光値が上がり難い傾向を示した(図示せず)。 FIG. 13 shows the test results of “Nluc-L1-AS (GGGGS) 3 LE-αCT-YPet”. As shown in FIG. 13, in the case of “Nluc-L1-AS (GGGGGS) 3 LE-αCT-YPet”, it was revealed that the luminescence value does not increase even when insulin is present at a high concentration. In the case of “Nluc-L1-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-αCT-YPet”, similarly to “Nluc-L1-AS (GGGGS) 3 LE-αCT-YPet”, even if a high concentration of insulin exists. The light emission value tended to be difficult to increase (not shown).

<7.センサー細胞>
<7−1.センサー細胞の作製>
上述した「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet」発現させるためのプラスミドにおいて、YPet遺伝子の3’末端側に、PDGF(platelet-derived growth factor)レセプターの膜貫通領域(以下、TMR(Trans-membrane region)とも呼ぶ)をコードするDNAをインフレームにて挿入して、「Nluc−αCT−AS(SAGG)SAGSGGLE−L1−YPet−TMR」(アミノ酸配列:配列番号23、DNA配列:配列番号24)を発現させるためのプラスミドを作製した。上記プラスミドを制限酵素によって直鎖状にした後、当該プラスミドを常法にしたがって精製した。
<7. Sensor cell>
<7-1. Production of sensor cells>
In the above-mentioned plasmid for expressing “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet”, the transmembrane region of PDGF (platelet-derived growth factor) receptor (hereinafter, referred to as “platelet-derived growth factor” receptor) DNA encoding TMR (also referred to as trans-membrane region) is inserted in-frame, and “Nluc-αCT-AS (SAGG) 6 SAGSGGLE-L1-YPet-TMR” (amino acid sequence: SEQ ID NO: 23, DNA A plasmid for expressing the sequence: SEQ ID NO: 24) was prepared. After the plasmid was linearized with a restriction enzyme, the plasmid was purified according to a conventional method.

Hepa1−6細胞を、24wellディッシュに、5×10cells/wellの濃度にて播種した。 Hepa1-6 cells were seeded in a 24 well dish at a concentration of 5 × 10 5 cells / well.

(i)直鎖状にされたプラスミド500ngとDMEM培地とを混合した溶液(合計25μL)、および、(ii)Lipofectamine LTX(Lifetechnologies)2μLとDMEM培地とを混合した溶液(合計25μL)、を作製した。   (I) A solution in which 500 ng of linearized plasmid and DMEM medium were mixed (total 25 μL), and (ii) a solution in which 2 μL of Lipofectamine LTX (Lifetechnologies) and DMEM medium were mixed (total 25 μL) were prepared. did.

上述した(i)および(ii)の溶液を混合し、当該混合溶液を室温(25℃)で20分間インキュベートした。   The solutions (i) and (ii) described above were mixed, and the mixed solution was incubated at room temperature (25 ° C.) for 20 minutes.

Hepa1−6細胞をPBSで2回洗浄した後、当該Hepa1−6細胞に、DMEM培地450μL、および、上記混合溶液50μLを添加した。続いて、当該Hepa1−6細胞を、37℃で48時間培養した。   After washing Hepa1-6 cells twice with PBS, 450 μL of DMEM medium and 50 μL of the above mixed solution were added to the Hepa1-6 cells. Subsequently, the Hepa1-6 cells were cultured at 37 ° C. for 48 hours.

その後、Hepa1−6細胞を、FBS(10%)およびG418(1000μg/mL)を含むDMEM培地にて1週間以上培養し、安定的に形質転換されたHepa1−6細胞株を取得した。   Thereafter, Hepa1-6 cells were cultured in a DMEM medium containing FBS (10%) and G418 (1000 μg / mL) for 1 week or longer to obtain a stably transformed Hepa1-6 cell line.

<7−2.センサー細胞を用いたインスリンのイメージング>
ガラスベースディッシュ(マツナミ 35mmマルチウェルガラスボトムディッシュ、直径9.5mm、4well)に、1N NaOH溶液を100μL添加した。当該ガラスベースディッシュを、室温(25℃)で30分間インキュベートした後、PBSで3回洗浄することにより、ガラスベースディッシュの細胞接着面を親水性化した。次に、当該ガラスベースディッシュに、0.1%の濃度にてゼラチンType Bを含むPBSを100μL添加した後、当該ガラスベースディッシュを、37℃にて10分間インキュベートした。その後、ガラスベースディッシュをPBSで1回洗浄した。
<7-2. Imaging of insulin using sensor cells>
100 μL of a 1N NaOH solution was added to a glass base dish (Matsunami 35 mm multiwell glass bottom dish, diameter 9.5 mm, 4 well). The glass base dish was incubated at room temperature (25 ° C.) for 30 minutes, and then washed three times with PBS, so that the cell adhesion surface of the glass base dish was made hydrophilic. Next, 100 μL of PBS containing gelatin Type B at a concentration of 0.1% was added to the glass base dish, and the glass base dish was incubated at 37 ° C. for 10 minutes. Thereafter, the glass base dish was washed once with PBS.

常法により培養したMIN6細胞(インスリン分泌細胞)をPBSで洗浄した後、当該MIN6細胞を、マニュアルに従いCellTrackerTM Blue CMF2HC Dye を用いて染色した。センサー細胞、および、MIN6細胞の各々を、トリプシン処理によって培養皿から剥離し、各細胞を0.5×10cellsずつ混合した後(合計1×10cells/well)、全細胞を上述したガラスベースディッシュに播種し、37℃、5%COの条件下で一晩培養した。 After washing MIN6 cells (insulin-secreting cells) cultured by a conventional method with PBS, the MIN6 cells were stained with CellTracker Blue CMF2HC Dye according to the manual. Each of the sensor cells and MIN6 cells was detached from the culture dish by trypsin treatment, and after mixing each cell by 0.5 × 10 5 cells (total 1 × 10 5 cells / well), all the cells were described above. Glass seeds were seeded and cultured overnight at 37 ° C. and 5% CO 2 .

グルコース(最終濃度0mM、または、25mM)を含むKREBS-Ringer buffer 100μLに、 Nano-Glo Luciferase Assay Substrate 1μLを添加してよく混合し、反応溶液を作製した。   1 μL of Nano-Glo Luciferase Assay Substrate was added to 100 μL of KREBS-Ringer buffer containing glucose (final concentration 0 mM or 25 mM) and mixed well to prepare a reaction solution.

一晩培養した後のセンサー細胞およびMIN6細胞の混合培養物をPBSで1回洗浄し、当該混合培養物に対して、上述した反応溶液を添加した。   The mixed culture of sensor cells and MIN6 cells after overnight culture was washed once with PBS, and the reaction solution described above was added to the mixed culture.

当該混合培養物を直ちに蛍光顕微鏡にセットし、FITC用のフィルターセットを用いて蛍光観察することによりYPetを発現するセンサー細胞を同定し、DAPI用のフィルターセットを用いて蛍光観察することによりCellTrackerTM Blue CMF2HC Dyeで染色されたMIN6細胞を同定した(図14参照)。 The mixed culture is immediately set on a fluorescence microscope, and a sensor cell expressing YPet is identified by fluorescence observation using a filter set for FITC, and CellTracker TM is observed by fluorescence observation using a filter set for DAPI. MIN6 cells stained with Blue CMF2HC Dye were identified (see FIG. 14).

次に、励起光を遮断し、DAPI用のフィルターを介して観察される画像(Nluc画像)と、FITC用のフィルターを介して観察される画像(YPet画像)とを、10秒ごとに1時間、40倍の対物レンズを用いて連続撮影した。取得した各画像からバックグラウンドを取り除いた後、各時間の各ピクセルについて「YPet画像におけるシグナル強度/Nluc画像におけるシグナル強度」を算出した。   Next, the excitation light is blocked, and an image (Nluc image) observed through a DAPI filter and an image (YPet image) observed through a FITC filter are displayed every 10 seconds for 1 hour. , And continuous shooting using a 40 × objective lens. After removing the background from each acquired image, “signal intensity in YPet image / signal intensity in Nluc image” was calculated for each pixel at each time.

上述した「YPet画像におけるシグナル強度/Nluc画像におけるシグナル強度」を、HC Image(浜松ホトニクス)を用いてカラーイメージ化した(図15、および、図16参照)。   The above-mentioned “Signal intensity in YPet image / Signal intensity in Nluc image” was converted into a color image using HC Image (Hamamatsu Photonics) (see FIG. 15 and FIG. 16).

さらに、細胞が含まれるように領域を設定し、その領域内に含まれるピクセルのシグナル強度の平均値の経時変化をプロットした(図17参照)。   Furthermore, the region was set so as to include cells, and the change over time of the average value of the signal intensity of the pixels included in the region was plotted (see FIG. 17).

図15〜図17から明らかなように、センサー細胞は、MIN6細胞によって分泌されるインスリンを検出することができた。   As apparent from FIGS. 15 to 17, the sensor cell was able to detect insulin secreted by the MIN6 cells.

当該センサー細胞を用いれば、個々の細胞によるインスリンの分泌を検出することができる。例えば、1つの細胞をセンサー細胞によって取り囲んだ状態にてセンサー細胞の挙動を観察すれば、当該1つの細胞によるインスリンの分泌を検出することができる。   If the sensor cell is used, insulin secretion by individual cells can be detected. For example, if the behavior of the sensor cell is observed in a state where one cell is surrounded by the sensor cell, insulin secretion by the one cell can be detected.

当該センサー細胞を用いれば、目的の細胞とセンサー細胞とを共培養することによって、目的の細胞によるインスリンの分泌を、容易に検出することができる。   When the sensor cell is used, insulin secretion by the target cell can be easily detected by co-culturing the target cell and the sensor cell.

当該センサー細胞を用いれば、目的の細胞とセンサー細胞とを三次元共培養することによって、より生体に近い環境下におけるインスリンの分泌を検出することができる。   When the sensor cell is used, insulin secretion in an environment closer to the living body can be detected by three-dimensional co-culture of the target cell and the sensor cell.

当該センサー細胞を用いれば、センサー細胞を体内に含むキメラマウスを作製することができる。そして、当該キメラマウスを用いれば、より生体に近い環境下におけるインスリンの分泌を検出することができる。   By using the sensor cell, a chimeric mouse containing the sensor cell in the body can be produced. And if the said chimeric mouse | mouth is used, the secretion of insulin in the environment close | similar to a biological body is detectable.

本発明は、インスリンの存在を検出すること、および/または、インスリンの濃度を測定することが必要な、製薬分野および医療機器分野などに広く利用することができる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely used in the pharmaceutical field, medical device field, and the like where it is necessary to detect the presence of insulin and / or measure the concentration of insulin.

Claims (9)

試料と、インスリンレセプターのα−CTセグメントを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第1の複合体と、インスリンレセプターのL1ドメインを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第2の複合体と、を含む溶液から、上記発光物質と上記蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって発生する蛍光を検出する蛍光検出工程を含み、
上記第1のポリペプチドに発光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに蛍光物質が連結されており、上記第1のポリペプチドに蛍光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに発光物質が連結されていることを特徴とするインスリンの検出方法。
A sample, a first complex comprising a luminescent substance or a fluorescent substance linked to a first polypeptide containing an insulin receptor α-CT segment and not containing an insulin receptor β subunit; From a solution comprising a second complex containing a L1 domain and not containing an insulin receptor β subunit and a second complex in which a luminescent substance or a fluorescent substance is linked, the luminescent substance and the fluorescent substance A fluorescence detection step of detecting fluorescence generated by emission resonance energy transfer occurring between the substance and
When a luminescent substance is linked to the first polypeptide, a fluorescent substance is linked to the second polypeptide, and when a fluorescent substance is linked to the first polypeptide, A method for detecting insulin, wherein a luminescent substance is linked to the second polypeptide.
上記溶液における、上記第1の複合体の濃度(M1)、および、上記第2の複合体の濃度(M2)が、50≦M2/M1≦200の関係を満たすことを特徴とする請求項1に記載のインスリンの検出方法。   2. The concentration (M1) of the first complex and the concentration (M2) of the second complex in the solution satisfy a relationship of 50 ≦ M2 / M1 ≦ 200. The method for detecting insulin according to 1. 上記第1の複合体は、上記第1のポリペプチドのアミノ末端に上記発光物質または上記蛍光物質が連結されたものであることを特徴とする請求項1または2に記載のインスリンの検出方法。   The method for detecting insulin according to claim 1 or 2, wherein the first complex is obtained by linking the luminescent substance or the fluorescent substance to the amino terminus of the first polypeptide. 上記第2の複合体は、上記第2のポリペプチドのカルボキシル末端に上記発光物質または上記蛍光物質が連結されたものであることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載のインスリンの検出方法。   The said 2nd composite_body | complex is what said luminescent substance or said fluorescent substance was connected with the carboxyl terminus of said 2nd polypeptide, The any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. Insulin detection method. 上記第1の複合体、および、上記第2の複合体は、リンカーによって互いに結合して、第3の複合体を形成していることを特徴とする請求項1、3または4に記載のインスリンの検出方法。   The insulin according to claim 1, 3 or 4, wherein the first complex and the second complex are bonded to each other by a linker to form a third complex. Detection method. 上記第3の複合体は、支持体の表面に結合していることを特徴とする請求項5に記載のインスリンの検出方法。   6. The method for detecting insulin according to claim 5, wherein the third complex is bound to the surface of the support. インスリンレセプターのα−CTセグメントを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第1のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第1の複合体と、インスリンレセプターのL1ドメインを含み、かつ、インスリンレセプターのβサブユニットを含まない第2のポリペプチドに、発光物質または蛍光物質を連結させた第2の複合体と、を備えており、
上記発光物質および上記蛍光物質は、当該発光物質と当該蛍光物質との間で生じる発光共鳴エネルギー転移によって蛍光を発生させるものであり、
上記第1のポリペプチドに発光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに蛍光物質が連結されており、上記第1のポリペプチドに蛍光物質が連結されている場合には、上記第2のポリペプチドに発光物質が連結されていることを特徴とするインスリンの検出キット。
A first complex comprising a luminescent substance or a fluorescent substance linked to a first polypeptide containing the α-CT segment of the insulin receptor and not containing the β subunit of the insulin receptor, and the L1 domain of the insulin receptor. A second complex containing a luminescent substance or a fluorescent substance and a second polypeptide containing and not containing the β subunit of the insulin receptor,
The luminescent substance and the fluorescent substance generate fluorescence by luminescence resonance energy transfer that occurs between the luminescent substance and the fluorescent substance,
When a luminescent substance is linked to the first polypeptide, a fluorescent substance is linked to the second polypeptide, and when a fluorescent substance is linked to the first polypeptide, A kit for detecting insulin, wherein a luminescent substance is linked to the second polypeptide.
上記第1の複合体、および、上記第2の複合体は、リンカーによって互いに結合して、第3の複合体を形成していることを特徴とする請求項7に記載のインスリンの検出キット。   The insulin detection kit according to claim 7, wherein the first complex and the second complex are bonded to each other by a linker to form a third complex. 上記インスリンの検出キットは、上記第3の複合体が表面に結合している支持体を備えていることを特徴とする請求項8に記載のインスリンの検出キット。   9. The insulin detection kit according to claim 8, wherein the insulin detection kit includes a support body on which the third complex is bound to the surface.
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